FOXCONN激光焊接技术培训教程ppt课件.ppt

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1、激光焊接技術培訓教程NWE技術研發程剛2003.03課程目录1.前言2.激光的特點3.激光焊设备4.激光焊原理及过程5.脉冲激光焊6.激光深熔焊接7.激光焊接的安全防护前言激光焊是70年代发展起来的焊接新技术﹐它以高能量密度的激光作为热源﹐对金属进行熔化形成焊接接头﹐与一般焊接方法相比﹐激光焊有下面的特点﹕1.聚焦后的激光具有很高的功率密度﹔2.由于激光加热范围小﹐在同功率各焊接厚度条件下﹐焊接速度高﹔3.激光焊残余应力和变形小﹔4.可以焊接一般焊接方法难以焊接的材料﹐如高熔点的材料﹐以及非金属材料﹔5.一台激光器可以供多个工作台进行不同的工

2、作﹐既可以用于焊接﹐又可以用于切割﹐合金化和热处理﹐一机多用。与电子束焊相比﹐激光焊最大的特点是不需要真空室﹐不产生X射线。它的不足之处在于焊接厚度比电子束焊小﹐焊接一些高反射率的金属还比较困难。根据所用激光器及其工作方式的不同﹐激光焊分为连续激光焊和脉冲激光焊两种。前者形成一条连续焊缝﹐后者焊接时开成一个个圆形焊点。尤其是对YAG激光，由于可用光纤传输，给加工带来了极大的方便。其主要特点是：①一机多用。②采用一台激光机可进行多工位（可达6个）加工。③光纤长度最长可达60m。④开放式的控制接口。⑤具有远距离诊断功能。激光的特点1.亮度高﹕激光

3、是世界上最亮的光﹔2.方向性好﹕接近于理想的平行光﹔3.单色性好﹕激光为单色光﹔激光焊设备126485793整套的激光焊设备主要包括激光器﹐光学偏转聚焦系统﹐光束检测器﹐工件台和控制系统。激光焊接設備的組成1.激光器2.光學系統3.激光加工機4.輻射參數傳感器5.工藝介質輸送系統6.工藝參數傳感器7.控製系統8.準直用He-Ne激光器9.工件激光器1.固体激光器﹔2.气体激光器﹔A.封闭式或半封闭式CO2激光器B.横流式CO2激光器C.快速轴流式CO2激光器3.激光模式激光器输出光束的模式是指光束横断面上的能量分布情况。模式与光束的聚焦特性密

4、切相关。模式越低﹐聚集后的光点愈小﹐功率密度越大。对切割和焊接﹐要求激光器输出基模或低阶模。光束偏转及聚焦系统如图是两种激光偏转和聚焦系统的示意图。反射镜用于改变光束的方向﹐球面反射镜或透镜用来聚焦。在固体激光器中﹐常用光学玻璃制造反向镜和透镜。而对于C02激光焊机﹐由于激光波长长﹐常用铜或反向率高的金属制造反射镜.透射式聚焦用于中小功率的激光加工机。而反射式聚焦用于大功率激光加工设备。光束检测器光束检测器有两个作用﹕一﹑是可随时监测激光器的输出功率﹔二﹑是可以检测激光束横断面上的能量分布﹐以确定激光器的输出模式。大多数光束检测器只有第一个作

5、用﹐所称为激光功率计。光束检测器工作原理电机带动旋转反射针高速旋转﹐当激光束通过反射针的旋转轨迹时﹐一部分激光被针上的反射面所反射﹐通过锗透镜衰减后聚焦﹐落在红外激光探头上﹐探头将光信号转变为电信号﹐由信号放大电路放大﹐通过数字毫伏表读数。由于探头给出的电信号与所检测到的激光能量成正比﹐因此数字毫伏表的读数与激光功率成比例﹐它所显示的电压大小就与激光功率的大小一一对应。1.)材料的性质﹐温度和激光波长金属对激光的吸收率随波长的增加而减少﹐随温度的上升而增加﹐随电阻率的增加而增加。CO2激光由于波长较大﹐所以焊接一些高电导率材料﹐如Cu,Hg和

6、Au时比较困難。影响金属材料对激光吸收的因素激光焊原理及过程一、金属材料对激光的吸收1.吸收过程激光焊接时﹐激光照射到金属表面﹐与金属发生相互作用﹐这个过程可用下面的描述﹕金属中的自由电子吸收光子导子温度升高﹐然后通过振动将能量传递给金属离子﹐金属温度升高﹐光能变为热能﹐整个过程在10-9s内完成。材料的表面状态原始表面电解拋喷砂阳极氧化纯铝7%5%20%22%5456铝合金5--11%4%22%27%上表是铝及铝合金表面状况对CO2激光吸收率的影响。为了提高焊接效率﹐希望材料表面对激光有较大的吸收率﹐这可以通过改变材料的表面状况实现。如喷砂

7、﹐氧化等。非金属材料的激光焊接激光还可以焊接陶瓷﹑玻璃﹑复合材料等。焊接陶瓷时需要预热以防止裂纹产生﹐一般预热到1500℃﹐然后在空气中进行焊接﹐见图标﹐通常采用长焦距的聚焦透镜。为了提高接头强度﹐也可添加焊丝。陶瓷激光焊接示意圖激光焊原理激光焊随激光器输出能量方式不同分为脉冲激光点焊和連续激光焊。据聚焦后光斑上的功率密度的不同﹐激光又可分为熔化焊和小孔焊两种。1.熔化焊在激光光斑上的功率密度不高的情况下﹐金属材料的表面在加不会超过其沸点。所收的激光能转变为热能后﹐通过热传导将工件熔化﹐其熔深轮廓近似为半球形。这种传热熔化焊过程类似于非熔化极

8、电弧焊。小孔焊1.当激光光斑上的功率足够大时﹐金属在激光的照射下被迅速加热﹐其表面温度在极短的时间内升高到沸点﹐金属发生气化。金属蒸气以一定的速度离开熔池表面。产生