激光焊接设备及工艺讲义2

《激光焊接设备及工艺讲义2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2.2激光焊接工艺方法2.2.1片与片间的焊接（1）对焊两金属片齐缝放置，激光同时照射两片金属端部使之熔化并熔融一起形成焊缝（a）。该焊接方式要求焊缝间隙小（小于熔深的15%），高度差小（小于熔深的25%），否则易沿焊缝方向产生裂纹。图6片与片的焊接方式（2）端焊两片金属搭接，激光同时照射上片端部和下片搭接处，在金属的交界处形成熔池（b）。该焊接方式对工件加工尺寸精度要求较低，较易实现，气米性缝焊中应用较多。一般应将薄片置于上方，其间隙应小于25%；若厚片在上，可将厚片导角45o~60o。（3）中心穿透熔化焊两片金属重叠放置，激光通

2、过照射上片向下及下片传递能量，形成熔池（c）。应尽量以薄片为上层材料，以减小所需激光功率；如必须以厚件为上层材料，需适当提高激光功率密度，出现一定量的汽化，但应避免飞溅。（4）中心穿孔熔化焊此法类似中心穿透熔化焊，只是采用更高的激光功率密度，激光作用初期使材料加热中心汽化形成一定深度小孔，激光作用中、后期直接照射材料深处（d）。该方法只适合于厚件为上层材料的点焊，不适合于在气密性缝焊中采用。2.2.2丝与丝的焊接对于0.01~0.1mm的细丝，采用普通焊接方法难度较大，激光点焊具有独特的优越性。（1）丝与丝对焊丝与丝对焊时，由于热量

3、只沿丝的方向传导，需严格控制激光参数，丝越细对激光设备的稳定性要求越高。细丝对焊中，对装配间隙要求甚高，往往难以满足要求，一般采用45o截面对接（增加接触面）和使端部先熔成小球再对接的方法。否则会使接头变细而降低强度。焊接时，光斑应覆盖细丝端头，且能量分部均匀；直径不同的细丝对接，光斑直径要远大于细丝且中心偏向粗丝（a，b）。图7丝与丝的焊接方式6注：要求见尾页（2）交叉焊两金属丝成十字交叉，激光直接作用交叉点，使两丝同时熔化。若两丝直径不同，较细丝应置于上层（c）。（3）平行搭接焊该方法类似于片与片的端焊，两丝平行搭接，激光同时照

4、射搭接处，使两丝同时熔化。为保证强度，可适当增加搭接长度，多焊几点（d）。（4）T形焊该方法类似于交叉焊，可将两丝置成T型或Z型。如两丝直径相差悬殊，可将细丝缠绕于粗丝上；两丝直径相差5倍以上且细丝很细，可用激光在粗丝上打孔，将细丝从小孔穿出，并将细丝端部球化，最后将细丝球部在小孔处与粗丝熔接为一体（e，f）。2.2.3金属丝与块状元件的焊接金属丝与块状元件的连接根据不同情况可有多种焊接方式。将细丝或细棒插入预先钻好的孔中最易实现焊接，所钻孔的直径仅需略大于丝的直径，且配合越紧越好，若将焊丝伸出端高出丝直径的0.3~0.5，适当增加

5、光照强度，则可形成一半球状帽子，显著增加连接强度。此中焊接方式，光斑图8丝与块的焊接方式应大于焊丝直径（a）。当丝与块状元件T型连接时，需根据金属丝的直径，在连接处周围对称焊两点或多点（b）。丝与块状元件亦可进行端焊连接，可用单点或多点连接（c，d，e）。金属丝置于平板元件的小槽或凹口内，激光斑点大于焊丝直径时焊接效果好（f）。2.2.4不同金属的焊接焊接不同类型的金属材料首先要解决可焊性与可焊参数范围问题。与一般的熔化焊方法相比，激光焊加热速度快，熔化区小，焊缝结晶速度快，可焊接异种金属的组合要多得多。若两种材料的熔、沸点相近，则

6、一般能形成牢固连接激光焊接的参数范围较大，熔合区可形成良好的合金结构。设金属A的熔点和沸点为A熔和A沸，金属B的熔点和沸点为B熔和B沸，若B沸>A熔>B熔、A沸>B沸>A熔，则金属表面温度可在A熔与B沸之间调6注：要求见尾页节。A熔与B沸之间差距越大，激光焊接参数图9两种金属熔、沸点示意图范围越大。否则，当一种金属熔点比另一种金属的沸点还高，即A熔>B沸>B熔时，则两种金属形成牢固熔焊的范围很窄，甚至不可能。此情况下采用激光焊接，可用另一种金属材料作为过渡层，过渡层材料的熔、沸点应尽量与两种金属材料匹配。3．激光深熔焊3.1冶金过程

7、及工艺理论激光深熔焊是利用激光作用材料产生的“小孔效应”实现焊接。足够高的激光功率密度作用在金属材料的表面，导致材料产生强烈蒸发，通过高压蒸气的作用，激光束对材料产生挖掘效应，最后形成小孔。小孔犹如一个黑体，入射激光能量几乎被其全部吸收，通过小孔内壁吸收的热量向四周传递，小孔四壁包围着熔融金属。小孔内壁液层的表面张力与蒸气压力形成动态平衡，同时小孔随着光束移动，始终处于流动的稳定态。熔化金属连续填充小孔离开后留下的空隙并随之凝固，最后形成焊缝。3.2影响因素3.2.1激光功率激光功率同时控制熔透深度与焊接速度，激光功率高则熔深增大并

8、可提高焊接速度。对产生一定焊接熔深的激光功率一般存在一个临界值，小于这个值时熔深会急剧减小。对于一特定厚度的激光焊，希望获得一个较小的功率域值。焊接熔深更直接地受功率密度影响。随着功率密度增加，影响熔深的激光功率临界值会降低。一般说，