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發布時間:2021-04-28 15:31  
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用于焊接的主要有兩種激光, 即CO2 激光和Nd:YAG激光。激光深熔焊接一般采用連續激光光束完成材料的連接,其冶金物理過程與電子束焊接極為相似,即能量轉換機制是通過“小孔”(Key-hole)結構來完成的。CO2 激光和Nd: YAG激光都是肉眼不可見紅外光。Nd: YAG激光產生的光束主要是近紅外光,波長為1. 06 Lm, 熱導體對這種波長的光吸收率較高,對于大部分金屬, 它的反射率為20% ~ 30%。只要使用標準的光鏡就能使近紅外波段的光束聚焦為直徑0. 25 mm。CO2 激光的光束為遠紅外光, 波長為10. 6Lm, 大部分金屬對這種光的反射率達到80% ~ 90%,需要特別的光鏡把光束聚焦成直徑為0. 75 - 0. 1mm。Nd: YAG激光功率一般能達到4 000~ 6 000W左右, 現在功率已達到10 000W。而CO2 激光功率卻能輕易達到20 000W甚至更大。
離焦量對焊接質量的影響:激光焊接通常需要一定的離焦量,因為激光焦點處光斑中心的功率密度過高,容易蒸發成孔。孔壁外液體流動和壁層表面張力與孔腔內連續產生的蒸汽壓力相持并保持著動態平衡。離開激光焦點的各平面上,功率密度分布相對均勻。離焦方式有兩種:正離焦與負離焦。焦平面位于工件上方為正離焦,反之為負離焦。按幾何光學理論,當正負離焦平面與焊接平面距離相等時,所對應平面上功率密度近似相同,但實際上所獲得的熔池形狀不同。負離焦時,可獲得更大的熔深,這與熔池的形成過程有關。實驗表明,激光加熱50~200us材料開始熔化,形成液相金屬并出現部分汽化,形成高壓蒸汽,并以極高的速度噴射,發出耀眼的白光。與此同時,高濃度汽體使液相金屬運動至熔池邊緣,在熔池中心形成凹陷。當負離焦時,材料內部功率密度比表面還高,易形成更強的熔化、汽化,使光能向材料更深處傳遞。所以在實際應用中,當要求熔深較大時,采用負離焦;焊接薄材料時,宜用正離焦。
隨著工業激光產業的快速發展,市場對激光加工技術的要求越來越高,激光技術已從單一應用逐漸轉向多元化應用,激光加工方面不再是單一的切割或者焊接,市場對激光加工要求切割和焊接一體化的需求也越來越多,激光切割和激光焊接的切焊一體化激光加工設備應運而生。粉末冶金隨著科學技術的不斷發展,許多工業技術上對材料特殊要求,應用冶鑄方法制造的材料已不能滿足需要。優點(1)可將入熱量降到的需要量,熱影響區金相變化范圍小,且因熱傳導所導致的變形亦;(2)32mm板厚單道焊接的焊接工藝參數業經檢定合格,可降低厚板焊接所需的時間甚至可省掉填料金屬的使用;(3)不需使用電極,沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬于接觸式焊接制程,機具的耗損及變形皆可降至;(4)激光束易于聚焦、對準及受光學儀器所導引,可放置在離工件適當之距離,且可在工件周圍的機具或障礙間再導引,其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發揮;
