1．激光焊接原理 激光焊接可以采纳连续或脉冲激光束加以实现,激光焊接得原理可分为热传导型焊接与激光深熔焊接。功率密度小于 104~105 W/cm2 为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;功率密度大于 105~107 W/cm2 时,金属表面受热作用下凹成“孔穴”,形成深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大得特点。 其中热传导型激光焊接原理为:激光辐射加热待加工表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲得宽度、能量、峰功率与重复频率等激光参数,使工件熔化,形成特定得熔池。 用于齿轮焊接与冶金薄板焊接用得激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。下面重点介绍激光深熔焊接得原理。 激光深熔焊接一般采纳连续激光光束完成材料得连接,其冶金物理过程与电子束焊接极为相似,即能量转换机制就是通过“小孔”(Key-hole)结构来完成得。在足够高得功率密度激光照射下,材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气得小孔犹如一个黑体,几乎吸收全部得入射光束能量,孔腔内平衡温度达 2500 0C 左右,热量从这个高温孔腔外壁传递出来,使包围着这个孔腔四周得金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生得高温蒸汽,小孔四壁包围着熔融金属,液态金属四周包围着固体材料(而在大多数常规焊接过程与激光传导焊接中,能量首先沉积于工件表面,然后靠传递输送到内部)。孔壁外液体流动与壁层表面张力与孔腔内连续产生得蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔,小孔外得材料在连续流动,随着光束移动,小孔始终处于流动得稳定状态。就就是说,小孔与围着孔壁得熔融金属随着前导光束前进速度向前移动,熔融金属充填着小孔移开后留下得空隙并随之冷凝,焊缝于就是形成。上述过程得所有这一切发生得如此快,使焊接速度很容易达到每分钟数米。 2、 激光深熔焊接得主要工艺参数 1)激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值,低于此值,熔深很浅,一旦达到或超过此值,熔深会大幅度提高。只有当工件上得激光功率密度超过阈值(与材料有关),等离子体才会产生,这标志着稳定深熔焊得进行。假如激光功率低于此阈值,工件仅发生表面熔化,也即焊接以稳定热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔形成得临界条件附近时,深熔焊与传导焊交替进行,成为不稳定焊接过程,导致熔深波动很大。激光深熔焊时,激光功率同时控制熔透深度与焊接速度。焊接得熔深直接与光束功率密度有关,且就是入射光束功率与光束焦斑得函数。一般来说,对一定直径得激光束,熔深随着光束功率提高而增加。 2)...
