欢迎光临~深圳尚拓激光技术有限公司
语言选择: 中文版 ∷  英文版
Tel:0755-27388711

新闻中心

激光焊接的发展趋势及现状

焊接作为一种实现材料永久性连接的方法,被广泛用于机械制造、石油化工、桥梁、船舶、建筑、动力工程、交通车辆、航空航天等各个部门,已成为机械制造行业中不可缺少的加工工艺。而且,随着国民经济的发展,其应用领域还将不断的被拓宽。
激光作为一个20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,以其高能量密度、高精度、适应性强等特点,作为切割和焊接的新手段应用于工业生产,具有很大的发展潜力。激光焊接在工业生产中充分发挥了其先进、快速、灵活的加工特点,它既是工业新产品开发的技术保证,又是高质量、低成本生产不可或缺的技术手段。


激光焊接的发展背景
1) 激光的发展
激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。意思是"通过受激发射放大的光"。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。 激光的原理早在 1916 年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现,但直到 1960 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,就获得了异乎寻常的飞快发展,激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生,而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段,去获得空前的效益和成果,从而促进了生产力的发展。


2) 焊接用激光器的发展
由于激光具有非常好的优点,上世家70年代,激光技术就已经开始在焊接领域应用,目前在焊接方法领域的研究比例中,激光焊接约占20%,经次于气体保护焊。焊接用激光器要求功率密度高(104—105W/cm2)、功率密度分布呈基模态、光束质量好。常用的焊接激光器主要包括如下几种:


(1)CO2气体激光器;
以CO2气体作为工作物质的气体激光器。结构简单、造价低;操作方便;工作介质均匀,光束质量好;以及能长时间较稳定地连续工作的优点。这也是目前品种最多、应用广泛的一类激光器氦-氖激光器是最常用的一种。

(2)Nd:YAG激光器、碟形YAG激光器;
是以钇铝石榴石晶体为基质的一种固体激光器,钇铝石榴石的化学式是Y3Al5O15,简称为YAG。

(3)光纤激光器;

(4)半导体激光器;

3) 焊接机器人的发展

将激光用于焊接机器人是激光焊接的一种重要形式。焊接机器人具有多自由度、编程灵活、自动化程度高、柔性程度高等特点,是焊接生产线的重要组成部分。将激光器安装在焊接机器人上进行焊接,大大提高了焊接机器人的焊接质量和适用范围,在船板、汽车生产线中激光焊接机器人具有越来越重要的地位。图4为CO2激光焊接机器人进行焊接的示意图




3  激光焊的原理和工艺
激光对金属材料的焊接,本质上是激光与非透明物质相互作用的过程。这个过程极其复杂,微观上是一个量子过程,宏观上则表现为反射、吸收、熔化、汽化等现象。激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现,激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。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、深宽比大的特点。


激光与工件作用过程中的会出现自振荡效应,其熔池、熔池中的小孔、金属的流动现象有周期性变化。这种振荡的频率与激光束的参数、金属的热物理性能和金属蒸气的动力学特征有关。熔池的周期性变化会在焊缝中产生两个特有的现象:一个是充满金属蒸气的气孔,由于发生周期性变化,同时熔池的金属又在它的周围从前向后沿流动,加上金属蒸发造成的扰动,有可能将小孔拦腰截断,使蒸气留在焊缝中,凝固后形成气孔,另一个是焊缝根部熔深的周期性变化,这与小孔的周期性变化有关。



联系人:方先生

手机:13530287860

电话:0755-27388711

邮箱:szsunlaser@163.com

地址: 深圳市宝安区松岗潭头第五工业区鼎丰科技园B栋5楼

关闭
用手机扫描二维码关闭
二维码