激光焊接教材.pptx
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1、LOGO激光焊接激光焊接 Company Logo激光的定义激光的定义激光是受激发射光(激光是受激发射光(Laser-Light amplification by stimulated emission of radia-tion),是利用辐射激发光放大原理,是利用辐射激发光放大原理,使工件物质受激而产生一种单色性高、方向性好使工件物质受激而产生一种单色性高、方向性好及亮度大的光,经透镜或反射镜高度聚焦后,供及亮度大的光,经透镜或反射镜高度聚焦后,供给焊接、切割或材料表面处理等所需的高功率密给焊接、切割或材料表面处理等所需的高功率密度热源。度热源。Company Logo激光加工简介激光加工简
2、介激光加工的一般原理激光加工的一般原理 激光加工是一种重的高能束加工方法,它是利用激光激光加工是一种重的高能束加工方法,它是利用激光高强度、高亮度、方向性好、单色性好高强度、高亮度、方向性好、单色性好的特性,通过一系列的特性,通过一系列的光学系统聚焦成平行度很高的微细光束(直径几微米至几的光学系统聚焦成平行度很高的微细光束(直径几微米至几十微米),获得极高的能量密度(十微米),获得极高的能量密度()照射)照射到材料上,使材料在极短的时间内(千分之几秒甚至更短)到材料上,使材料在极短的时间内(千分之几秒甚至更短)熔化甚至气化,以达到加热和去除材料的目的。熔化甚至气化,以达到加热和去除材料的目的。
3、Company Logo激光加工简介激光加工简介激光加工特点激光加工特点 适应性强:适应性强:激光加工的功率密度高,几乎能加工任何材料,激光加工的功率密度高,几乎能加工任何材料,如各种金属、陶瓷、石英、金刚石、橡胶等。如各种金属、陶瓷、石英、金刚石、橡胶等。加工精度高:加工精度高:激光束可聚焦成微米级的光斑(理论上直径可小激光束可聚焦成微米级的光斑(理论上直径可小 于于1um),适合精密微细加工。),适合精密微细加工。加工质量好:加工质量好:激光加工能量密度高,热作用时间很短,整个加激光加工能量密度高,热作用时间很短,整个加 工区几乎不受热的影响,工件热变形极小,故可工区几乎不受热的影响,工件
4、热变形极小,故可 加工对热冲击敏感的材料。加工对热冲击敏感的材料。加工速度快:加工速度快:激光加工只需激光加工只需0.01s,切割比常规方法提高效率率,切割比常规方法提高效率率 效率高效率高 820倍,激光焊接可提高效率倍,激光焊接可提高效率30倍,微调薄膜电倍,微调薄膜电 阻可提高阻可提高1000倍,提高精度倍,提高精度12个数量级。个数量级。Company Logo激光加工简介激光加工简介激光加工特点激光加工特点 容易实现自动:容易实现自动:激光束传输方便,易于控制,便于与机器人激光束传输方便,易于控制,便于与机器人 、自动检测、计算机数字控制等先进技术相、自动检测、计算机数字控制等先进技
5、术相 结合。结合。通用性强:通用性强:用一台激光器给变不同的导光系统,可以处用一台激光器给变不同的导光系统,可以处 理各种形状和尺寸的工件。也可以选择适当理各种形状和尺寸的工件。也可以选择适当 的加工条件,用同一台装置进行切割、打孔的加工条件,用同一台装置进行切割、打孔 、焊接和表面处理等多种加工。、焊接和表面处理等多种加工。节能节材:节能节材:激光束的能量利用率为常规加工工艺的激光束的能量利用率为常规加工工艺的 101000倍,激光切割可以节省材料倍,激光切割可以节省材料 15%30%。Company Logo激光焊接机激光焊接机Company Logo激光焊接机原理激光焊接机原理 激光焊接
6、是将高强度的激光束辐射至金属面,通过激激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属面,通过激光与金属的相互作用,金属吸收激光转化为热能使金属熔光与金属的相互作用,金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。化后冷却结晶形成焊接。Company Logo激光焊接机原理激光焊接机原理1、热传导焊接:当激光、热传导焊接:当激光照射在材料表面时,一部照射在材料表面时,一部分激光被反射,一部分被分激光被反射,一部分被材料吸收,将光能转化为材料吸收,将光能转化为热能而加热熔化,材料表热能而加热熔化,材料表面层的热以热传导的方式面层的热以热传导的方式继续向材料深处传继续向材料深处传递,最递,最后将两焊件熔接
7、在一起。后将两焊件熔接在一起。激光焊接的机理有两种:激光焊接的机理有两种:Company Logo激光焊接接头激光焊接接头Company Logo激光焦点示意图激光焦点示意图Company Logo激光焊接工艺参数激光焊接工艺参数激光焊接的激光焊接的主要参数主要参数离焦量离焦量焊接速度焊接速度激光模式激光模式坡口间隙坡口间隙保护气体保护气体脉冲参数脉冲参数激光功率激光功率Company Logo激光焊接的工艺参数激光焊接的工艺参数Add Your Title对于一般激光焊接的工艺参数:对于一般激光焊接的工艺参数:对于一般激光焊接的工艺参数:对于一般激光焊接的工艺参数:(1)功率密度:功率密度是
8、激光加工中最关键的参数之一。采用较高功率密度:功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高 的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至 沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于材料沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于材料 去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功 率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表 层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型激光焊接中,功率密度在范围在因此,在传导
9、型激光焊接中,功率密度在范围在 Company Logo激光焊接工艺参数激光焊接工艺参数(2)激光脉冲波形:激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,激光脉冲波形:激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束 射至材料表面,金属表面将会有射至材料表面,金属表面将会有6098%的激光的激光 能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变 化很大。化很大。(3)激光脉冲宽度:脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,
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