激光焊的特点及其应用.docx

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1、激光焊的特点及其应用一、激光焊的特点1、优点激光焊是以高能量密度激光束作为热源的熔焊方法。采用激光焊,不仅生产率高于彳专统的焊接方法,而且焊接质量也得到显著提高。与一般焊接方法相比,激光焊具有以下特点。1)聚焦激光束具有很高的功率密度(105107Wcm2或更高),加热速度快,具有高深宽比(在穿孔焊接的情况下,焊缝深度与宽度之比可以达到10:1),焊接速度快特点,可实现深熔焊和高速焊。激光焊接可以实现电脑或者数位控制,焊接速度相比传统焊接要快3-5倍,可明显提高焊接效率,提升整体制造效率。2)焊缝平整美观,焊后无需处理或只需简单处理工序,同时焊缝质量高,无气孔,焊后组织可细化,焊缝强度、韧性相

2、当于甚至超过母材金属。4)激光加热范围小(1mm),在同等功率和焊件厚度条件下,可将热量输入减少到最小所需量,热影响区变化范围小,热传导引起的变形也最低。5)激光能发射、透射,能在空间传播相当距离而衰减很小,通过光导纤维、棱镜等光学方法弯曲传输、偏转、聚焦,并精确控制,聚焦光点小,可高精度定位,易实现自动化,特别适合于微型零件、难以接近的部位或远距离的焊接。6)激光在大气中损耗不大,可以穿过玻璃等透明物体,适合于在玻璃制成的密封容器里焊接被合金等剧毒材料,同时激光不受电磁场影响,不存在射线防护,也不需要真空保护。7)可焊接某些异种材料和一般焊接方法难以焊接的材料,如高熔点金属、非金属材料(如陶

3、瓷、有机玻璃等)、对热输入敏感的材料都可激光焊,且焊后无需热处理。8)激光焊接技术属于非接触式焊接,焊接方式不同于传统焊接,无需使用电极,对机具的损耗和形变影响非常少,能够将热入量很大限度的降低,降低因热传导产生的不利影响发生率。2.局限性1)由于光束质量和激光功率的限制,激光束的穿透深度有限,高功率、高光束质量的激光器加工成本高,激光器特别是高功率连续激光器,价格昂贵,目前工业用激光器的最大功率为20kW,可焊接的最大厚度约20mm,比电子束焊小得多。2)激光束直径很小,热作用面积窄,因此对工件的加工、组装、定位要求均很高。3)激光器的电光转换及整体运行效率都很低,光束能量转换率仅为10%2

4、0%.4)高功率激光束焊接时,等离子体的控制变得更加困难,焊接过程的稳定性变差,甚至出现屏蔽效应,导致熔深减小。因此,激光焊接一般用于焊接较薄的材料。5)激光很难焊接高反射率和高导热率的材料。熔池的快速凝固使它们容易出现气孑麻口冷裂纹。同时,合金元素和杂质元素容易偏析,产生热裂纹等缺陷。二.激光焊接应用随着激光应用技术的发展,激光焊接技术被广泛应用众多领域。1 .汽车工业。激光焊接非接触式加工,速度快,对产品无污染,适合汽车等高端消费产品的生产工艺需求,铝合金采用激光焊接,不仅大大减轻了车身重量,而且减少了制造汽车的工序,提高了生产效率,在汽车行业应用越来越广。汽缸盖垫片、油嘴、火花塞等汽车零

5、部件常采用中低功率的脉冲激光焊接。2 .电池行业。动力电池生产,从电芯制造到PACK组装,激光焊利用激光束优异的方向性和高功率密度来高效完成工作。尤其是适用于于动力电池结构中多种材料,如钢、铝、铜、镁制成的电极、导线或外壳等。手机W大部分打码产品的电池都是激光焊接的。激光焊接机与自动工作台相结合,可高效环保地焊接美观的锂电池和铝电池。3 .电子工业。激光加工是一种非接触式加工方式,不会产生机械挤压或机械应力,特别符合电子行业的焊接加工要求,如:变压器、电感器、连接器、端子、光纤连接器、传感器、变压器、开关、微电子元件、集成电路引线等的焊接。同时由于激光焊接热影响区小、加热集中快、热应力低,在集

6、成电路和半导体器件外壳的封装中显示出独特的优势。4 .珠宝行业激光加工精度高,非常适合珠宝行业的贵重小产品。激光聚焦光束极细,通过显微镜放大,将首饰的细小部分放大,实现精密焊接。首饰链的连接和宝石的镶嵌需要用激光点焊机完成。5、建材行业激光焊接具有良好的精度和外观,在高端卫浴不锈钢产品的激光打标和激光焊接方面有着广泛的应用。如:把手、水龙头、不锈钢餐具、刀具等,高档电热水壶等封口也采用激光焊接完成。激光焊接也广泛应用于厨具行业大量镀金件,例如:厨具餐具的组焊和对焊,模具制作和使用过程中的修复和修改。在灯饰行业中,手持式激光焊解决了灯饰形状结构的复杂性,可随意移动焊接角度,达到很好的焊接效果。6 .模具制造业由于采用非接触加工方式,激光加工特别适用于模具和高精度机械制造行业,如塑料模具、橡胶模具、冲压模具、铸造模具、锻造模具,拉丝模具的精密修复。激光焊接修复技术不仅可以用于修复模具磨损,还可以实现小而精的精密焊接,修复后不会出现变形和气孔。7 .生物医学。与传统的缝合方法相比,激光焊接具有吻合速度快、愈合过程中无异物反应、保持被焊接部位的力学性能、根据其原有的生物力学特性生长修复组织等优点,在未来的生物医学中将得到更广泛的应用。激光焊接技术虽然为特种焊接方法,但是随着激光技术的发展以及智能制造的需求,激光焊的应用会越来广泛,会成为我们技术人员必须了解和应用的一种焊接技术。

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