激光焊接特點

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,，可實現(xiàn)點焊,、對接焊,、疊焊,、密封焊等，其特點有：

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,。

焊縫質量高,，無氣孔，可減少和優(yōu)化母材雜質,，組織焊后可細化,，焊縫強度、韌性至少相當于甚至超過母材金屬,。

可精確控制,，聚焦光點小，可高精度定位,，易實現(xiàn)自動化,。可實現(xiàn)某些異種材料間的焊接,。

可焊接材料及行業(yè)應用

激光焊接可應用于鈦,、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,。同時還廣泛應用于手機通訊,、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),。

激光焊接機應用范圍:

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，復雜沖壓件,、鑄造件的焊接,。

汽車行業(yè)：發(fā)動機氣缸墊、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,、結構件的焊接。

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、ＭＰ３等金屬外殼及結構件的焊接,。電機殼體及連線的焊接,，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)缺點分別有哪些,？

優(yōu)點：

速度快,、深度大、變形小,。

能在室溫或特殊條件下進行焊接,，焊接設備裝置簡單。例如，激光通過電磁場,，光束不會偏移,；激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊,，并能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接,。

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，深寬比可達5：1,，可達10：1,。

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

缺點：

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。這是因為激光聚焦后光斑尺雨寸小,，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不到要求,，很容易造成焊接缺憾,。

激光器及其相關系統(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應用的重要方面之一,。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，即能量轉換機制是通過“小孔”（Key-hole）結構來完成的,?？浊粌绕胶鉁囟冗_2500 0C左右，熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來,，使包圍著這個孔腔四周的金屬熔化,。小孔內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,，光束不斷進入小孔，小孔外的材料在連續(xù)流動,，隨著光束移動,，小孔始終處于流動的穩(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,。

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

機器人焊接目前已廣泛應用在汽車制造業(yè),，汽車底盤、座椅骨架,、導軌,、消聲器以及液力變矩器等焊接。豐田公司將點焊作為標準來裝備其日本國內和海外的所有點焊機器人,。用這種技術可以提高焊接質量,，甚至試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)，同時,，在短距離內的運動時間也大為縮短,。該公司推出一種高度低的點焊機器人，用它來焊接車體下部零件,。這種矮小的點焊機器人還可以與較高的機器人組裝在一起,，共同對車體上部進行加工，從而縮短了整個焊接生產(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焊(metal-Inert Gas Welding，MIG)為主的受力安全零件，主要構件采用沖壓焊接,，板厚平均為1.5～4 mm,，焊接主要以搭接、角接接頭形式為主,，焊接質量要求相當高,，其質量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應用機器人焊接后,，大大提高了焊接件的外觀和內在質量,，并*保*了質量的穩(wěn)定性和降低勞動強度，改善了勞動環(huán)境,。

激光焊接設備的關鍵是大功率激光器,，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)點是產(chǎn)生的光束可以通過光纖傳送,，因此可以省去復雜的光束傳送系統(tǒng),，適用于柔性制造系統(tǒng)或遠程加工，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,，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,，標準激光功率在2～5 kW之間,。汽車工業(yè)中激光技術主要用于車身拼焊、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)半導體激光器,，形成相互競爭又互相補充的激光技術研發(fā)與生產(chǎn)鏈。大眾汽車,、寶馬汽車,、奔馳汽車和美雅(Meyer)船廠是德國應用激光焊接技術的示范企業(yè)。德國的大眾汽車已經(jīng)將激光焊接技術引入中國,，并在上海大眾和一汽-大眾的轎車批量生產(chǎn)線上應用,，推動了中國激光焊接技術的應用,。

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”直徑更小,，功率密度更高，使人們能夠進行以連續(xù)波的模式進行焊接,。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,。高質量的焊道外形只有在純粹的連續(xù)波狀態(tài)才有可能,。當使用千瓦級的二極管激發(fā)的Nd：YAG

激光器焊接鋁時，在很寬的參數(shù)范圍內都能獲得很高的可靠性,。