激光焊接特點(diǎn)

激光焊接是一種新型的焊接方式,，激光焊接主要針對薄壁材料,、精密零件的焊接,，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊,、對接焊,、疊焊,、密封焊等，其特點(diǎn)有：

具有高的深寬比,，焊縫寬度小,，熱影響區(qū)小，變形小,，焊接速度快,。

焊縫平整、美觀,，焊后無需處理或只需簡單處理工序,。

焊縫質(zhì)量高，無氣孔,，可減少和優(yōu)化母材雜質(zhì),，組織焊后可細(xì)化，焊縫強(qiáng)度,、韌性至少相當(dāng)于甚至超過母材金屬,。

可精確控制，聚焦光點(diǎn)小,，可高精度定位,，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,。可實(shí)現(xiàn)某些異種材料間的焊接,。

可焊接材料及行業(yè)應(yīng)用

激光焊接可應(yīng)用于鈦,、鎳、錫,、鋅,、銅、 鋁,、鉻,、鈮、金,、銀等多種金屬及其合 金,，及鋼、可伐合金等合金的同種材料間的焊接,，也可應(yīng)用于銅-鎳,、鎳-鈦、銅- 鈦,、鈦-鉬,、黃銅-銅、低碳鋼-銅等多種異種金屬間的焊接,。同時(shí)還廣泛應(yīng)用于手機(jī)通訊,、電子元件、眼鏡鐘表,、首飾飾品,、五金制品、精密器械,、醫(yī) 療器械,、汽車配件、工藝禮品等行業(yè),。

激光焊接機(jī)應(yīng)用范圍:

衛(wèi)浴行業(yè)：水管接頭，變徑接頭,、三通,、閥門、花灑的焊接,。

電池行業(yè)：鋰電池,、電池組、電極的激光焊接,。

眼鏡行業(yè)：不銹鋼,、鈦合金等材質(zhì)的眼鏡扣位、外框等位置的精密焊接。

五金行業(yè)：葉輪,、水壺,、鎖把手外殼等，復(fù)雜沖壓件,、鑄造件的焊接,。

汽車行業(yè)：發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸墊、液壓挺桿密封焊,，火花塞焊接,，濾清器焊接等。

醫(yī)療行業(yè)：醫(yī)療器具,、醫(yī)療器械不銹鋼密封件,、結(jié)構(gòu)件的焊接。

電子行業(yè)：固態(tài)繼電器密封斷焊,，連接件接插件的焊接,，手機(jī)、ＭＰ３等金屬外殼及結(jié)構(gòu)件的焊接,。電機(jī)殼體及連線的焊接,，光纖連接器接頭等等。

五金行業(yè)：門鎖外殼焊接,，不銹鋼制品,，攪拌刀筒，紅酒酒漏等

激光焊接的優(yōu)缺點(diǎn)分別有哪些,？

優(yōu)點(diǎn)：

速度快,、深度大、變形小,。

能在室溫或特殊條件下進(jìn)行焊接,，焊接設(shè)備裝置簡單。例如,，激光通過電磁場,，光束不會(huì)偏移；激光在真空,、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊,，并能通過玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M(jìn)行焊接。

可焊接難熔材料如鈦,、石英等,，并能對異性材料施焊，效果良好,。

激光聚焦后,，功率密度高,，在高功率器件焊接時(shí)，深寬比可達(dá)5：1,，可達(dá)10：1,。

可進(jìn)行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑,，且能精確定位,，可應(yīng)用于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的微、小型工件的組焊中,。

缺點(diǎn)：

要求焊件裝配精度高,，且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移。這是因?yàn)榧す饩劢购蠊獍叱哂甏缧?，焊縫窄,，為加填充金屬材料。若工件裝配精度或光束定位精度達(dá)不到要求,，很容易造成焊接缺憾,。

激光器及其相關(guān)系統(tǒng)的成本較高，一次性投資較大,。

激光焊接,，是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一,。一般采用連續(xù)激光光束完成材料的連接,，其冶金物理過程與電子束焊接極為相似，即能量轉(zhuǎn)換機(jī)制是通過“小孔”（Key-hole）結(jié)構(gòu)來完成的,?？浊粌?nèi)平衡溫度達(dá)2500 0C左右，熱量從這個(gè)高溫孔腔外壁傳遞出來,，使包圍著這個(gè)孔腔四周的金屬熔化,。小孔內(nèi)充滿在光束照射下壁體材料連續(xù)蒸發(fā)產(chǎn)生的高溫蒸汽，光束不斷進(jìn)入小孔,，小孔外的材料在連續(xù)流動(dòng),，隨著光束移動(dòng)，小孔始終處于流動(dòng)的穩(wěn)定狀態(tài),。熔融金屬充填著小孔移開后留下的空隙并隨之冷凝,，焊縫于是形成。

機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦,，是決定機(jī)器人功能和性能的主要因素。工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置,、姿態(tài),、軌跡,、操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等，具有編程簡單,、軟件菜單操作,、友好的人機(jī)交互界面、在線操作提示和使用方便等特點(diǎn),。目前機(jī)器人的應(yīng)用工程由單臺(tái)機(jī)器人工作站向機(jī)器人生產(chǎn)線發(fā)展,，機(jī)器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得對機(jī)器人生產(chǎn)線的監(jiān)控、診斷和管理更加便捷,。

機(jī)器人焊接目前已廣泛應(yīng)用在汽車制造業(yè),，汽車底盤、座椅骨架,、導(dǎo)軌,、消聲器以及液力變矩器等焊接。豐田公司將點(diǎn)焊作為標(biāo)準(zhǔn)來裝備其日本國內(nèi)和海外的所有點(diǎn)焊機(jī)器人,。用這種技術(shù)可以提高焊接質(zhì)量,，甚至試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)，同時(shí),，在短距離內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間也大為縮短,。該公司推出一種高度低的點(diǎn)焊機(jī)器人，用它來焊接車體下部零件,。這種矮小的點(diǎn)焊機(jī)器人還可以與較高的機(jī)器人組裝在一起,，共同對車體上部進(jìn)行加工，從而縮短了整個(gè)焊接生產(chǎn)線長度,。轎車后橋,、副車架、搖臂,、懸架,、減振器等底盤零件大都是以惰性氣體保護(hù)焊(metal-Inert Gas Welding，MIG)為主的受力安全零件,，主要構(gòu)件采用沖壓焊接,，板厚平均為1.5～4 mm，焊接主要以搭接,、角接接頭形式為主,，焊接質(zhì)量要求相當(dāng)高，其質(zhì)量的好壞直接影響到轎車的安全性能,。應(yīng)用機(jī)器人焊接后,，大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，并*保*了質(zhì)量的穩(wěn)定性和降低勞動(dòng)強(qiáng)度,，改善了勞動(dòng)環(huán)境,。

激光焊接設(shè)備的關(guān)鍵是大功率激光器,，主要有兩大類，一類是固體激光器,，又稱Nd：YAG激光器,。Nd：YAG激光器波長為1.06 mm，主要優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的光束可以通過光纖傳送,，因此可以省去復(fù)雜的光束傳送系統(tǒng),，適用于柔性制造系統(tǒng)或遠(yuǎn)程加工，通常用于焊接精度要求比較高的工件,。汽車工業(yè)常用輸出功率為3～4 kW的Nd：YAG激光器,。另一類是氣體激光器，又稱CO2激光器,，分子氣體作工作介質(zhì),，產(chǎn)生平均為10.6 mm的紅外激光，可以連續(xù)工作并輸出很高的功率,，標(biāo)準(zhǔn)激光功率在2～5 kW之間,。汽車工業(yè)中激光技術(shù)主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接,。

德國的Rofin-Sina公司和Trumpf公司主要生產(chǎn)CO2激光器,，HAAS公司則主要生產(chǎn)固體(Nd：YAG)激光器，而IPG公司生產(chǎn)新型的光纖激光器,，Laserline公司生產(chǎn)半導(dǎo)體激光器,，形成相互競爭又互相補(bǔ)充的激光技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)鏈。大眾汽車,、寶馬汽車,、奔馳汽車和美雅(Meyer)船廠是德國應(yīng)用激光焊接技術(shù)的示范企業(yè)。德國的大眾汽車已經(jīng)將激光焊接技術(shù)引入中國,，并在上海大眾和一汽-大眾的轎車批量生產(chǎn)線上應(yīng)用,，推動(dòng)了中國激光焊接技術(shù)的應(yīng)用。

使用輸出功率大于4 kW的二極管激發(fā)的固體激光器,，對于鋁合金的焊接具有決定性的意義,。這些系統(tǒng)的光束質(zhì)量特別好，能夠瞬間注入直徑為0.4 mm的光纖中,。激光束的聚焦能力極大地依靠于光纖的截面積,。這表明這種新一代的固體激光器的潛力是“點(diǎn)”直徑更小，功率密度更高,，使人們能夠進(jìn)行以連續(xù)波的模式進(jìn)行焊接,。例如，用于對小型樣品和小零件的各種連接，如對接,、T形焊接和搭接進(jìn)行了研究,，零件的材料是AlMgSi0.7(厚度：3 mm)和AlMg3(厚度：1.6 mm)鋁合金。高質(zhì)量的焊道外形只有在純粹的連續(xù)波狀態(tài)才有可能,。當(dāng)使用千瓦級的二極管激發(fā)的Nd：YAG

激光器焊接鋁時(shí)，在很寬的參數(shù)范圍內(nèi)都能獲得很高的可靠性,。