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不锈钢脉冲激光焊接机焊接技术要求

在不锈钢生产加工过程中常常选择脉冲激光焊接设备,与传统焊接相比,小功率脉冲激光缝焊具有功率密度高、能量集中、热输入小、焊缝窄和变形小等优点,而且激光束聚焦后可获得很小的光斑,能精密定位,这些特点使得激光缝焊比其他焊接方法更适合于小尺寸工件的焊接。对于超薄不锈钢材料的激光焊接,由于材料很薄,很容易汽化穿孔,要想得到一条连续的、无烧穿的焊缝。关键是对参数的精确控制。
什么是脉冲激光焊接

脉冲激光焊是采用功率交替变化的激光束进行焊接。每个激光脉冲在焊件上形成一个焊点,主要用于微型精密元器件和微电子元器件的焊接。脉冲激光焊加热斑点尺寸仅为几于微米,故适于焊接金属薄片(<0.1m),薄膜(几微米形,至几十微米和金属细丝(0.02m以上)。

脉冲激光焊接

脉冲激光焊的焊接参数主要有:脉冲能量、脉冲宽度和功率宽度。
脉冲能量和脉冲宽度。脉冲激光焊时,脉冲能量决定了金属的熔化量,而脉冲宽度则影响熔深。脉冲宽度加大,熔深逐渐增加,当脉冲宽度超过某一临界值时,熔深反而下降。因此,对于每种金属材料,都度存在一个可使熔深达到最大值的最佳脉冲宽度。试验确定,钢的最佳脉冲宽度为5-8×10-3s。
功率密度。脉冲激光焊的功率密度,取决于激光脉冲的能量,光斑直径和脉冲宽度,其关系式下图:
式中p激光光斑上的功率密度(W/cm2);E—激光脉冲的能量(J);d光斑直径(cm);tp脉冲宽度(s)。
脉冲能量和脉冲宽度之间存在线性关系。同时还随着焊件厚度的增加,激光脉冲能量相应增大。
不锈钢激光焊接技术要求
不锈钢是以Fe-Cr,Fe-Cr-C和Fe-Cr-Ni为合金系的高合金钢。此类钢对氧化性酸具有较高的耐蚀性,通常用作支撑结构、密封容器、建筑、精密仪器和医疗器械等。不锈钢具有良好的焊接性能,在常温焊接下能得到成形较好的焊接接头。
激光焊技术经过不断地发展,已衍生出了各种类型的焊接。常见的Nd:YAG激光焊、CO2激光焊、光纤激光焊,再到激光焊与电弧焊的复合焊接,加上活性剂的辅助焊接、双光束激光焊、激光填丝焊、盘型激光焊使得焊接技术得到不断地完善。激光焊具有能量密度高、焊接速度快、热影响区窄以及焊缝成形好等特点在工业中的应用越来越广。
不锈钢的特点及应用
与碳钢相比,不锈钢具有电阻率高、热导率低、线膨胀系数大等特点,且随着温度的升高线膨胀系数也有相应地提高 。不锈钢因其较好的耐蚀性、无毒性、耐摩擦性、高强度、非磁性、易加工性、良好的焊接性等特性被广泛应用于在机械设备和化工设备制造行业、工业建筑工件行业、IT行业、家电行业等。
不锈钢激光焊的原理

激光焊有两种分类,按激光输出时的功率密度大小可分为激光传导焊和激光深熔焊。在热传导焊时,激光功率密度小于1×105 W/cm2,在较小的热量下并不能将工件表面的金属瞬间熔化甚至是汽化,所以只能通过热传导的方式将热能传向金属内部。当在深熔焊中,激光功率密度大于1×105 W/cm2时,由于获得较大的热量,故金属直接被熔化而形成焊缝。

激光焊接图

不锈钢激光焊的特点
不锈钢激光焊与传统焊相比,能在室温或者特殊条件下进行焊接,焊接装备简单。激光聚焦后,功率密度高,实现深熔焊接,熔深与熔宽比大,最高可达12∶1。激光焊强度高、精度高、焊缝热影响区窄、残余应力和变形较小;并且激光焊速度快、效率高、焊接质量好。
不锈钢脉冲激光焊过程中,激光功率较小,焊接接头不易出现诸如气孔和咬边等缺陷,但是随着激光功率和焊接速度等参数的变化,焊件的表面成形、抗拉强度和硬度都会随之而变化。深圳尚拓激光可以提供脉冲激光焊接机,光纤激光焊接机,QCW激光焊接机,针对客户的要求定制相对于的激光焊接设备。

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