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激光焊接机能焊接哪些材料?焊接的处理方法是什么?

2019/01/11

如今在世界上最先进的盈禾国际平台焊接技术是激光焊接。激光焊接机利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热,激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散,将材料熔化后形成特定熔池。它是一种新型的焊接方式,主要针对薄壁材料、精密零件的焊接,可实现点焊、叠焊、密封焊等,深宽比高,焊缝宽度小,热影响区小、焊接速度快,美观,焊后无需处理或只需简单处理,聚焦光点小,定位精度高,易实现自动化。传统的焊机技术在焊接的时候利用的是高温的特点,然后由于温度和时间控制的不好而导致焊接的效果不良,但是自从激光焊接机面世之后,它的焊接效果受到大家的喜爱,并且有越来越多的企业使用激光焊接机进行加工制造。接下来小编来为大家介绍激光焊接机能焊接哪些材料?焊接的处理方法、焊接技术有哪些特点?谐振腔的调整步骤、焊接时出现火苗减弱的情况该怎么办?焊接过程中产生裂纹的原因、影响材料对激光焊接机激光束吸收的因素有哪些?如何控制激光焊接机的焊接质量?

激光焊接机能焊接哪些材料?焊接的处理方法是什么?

激光焊接机能焊接哪些材料?
1、模具钢
激光焊接机可适用于S136,SKD-11,NAK80,8407,718,738,H13,P20,W302,2344等型号的模具钢焊接,且焊接效果较好。
2、碳钢
碳钢采用激光焊接机进行焊接,效果良好,其焊接质量的好坏取决于杂质含量。为了获得良好的焊接质量,碳含量超过0.25%时需要预热。当不同含碳量的钢相互焊接时,焊炬可稍偏向低碳材料一边,以确保接头质量。由于激光焊接机焊接时的加热速度和冷却速度非常快,所以在焊接碳素钢时。随着含碳量的增加,焊接裂纹和缺口敏感性也会增加。中、高碳钢和普通合金钢都可以进行良好的激光焊接,但需要进行预热和焊后处理,以消除应力,避免裂纹产生。
3、合金钢
低合金高强度钢的激光焊接,只要所选择的焊接参数适当,就可以得到与母材力学性能相当的接头。
4、不锈钢
一般的情况下,不锈钢的焊接比常规的焊接更易于获得优质接头。由于激光焊接高的焊接速度和热影响区很小,减轻了不锈钢焊接时的过热现象和线膨胀系数大的不良影响,焊缝无气孔、夹杂等缺陷。与碳钢相比,不锈钢由于具有低的热导系数、高的能量吸收率和熔化效率更容易获得深熔窄焊缝。用小功率激光焊焊接薄板,可以获得外观上成形良好、焊缝平滑美观的接头。
5、铜及铜合金
焊接铜和铜合金易产生未熔合与未焊透的问题,因此应采用能量集中、大功率的热源并配合预热措施;在工件厚度较薄或结构刚度较小,无防止变形措施时,焊后很容易产生较大的变形,而当焊接接头受到较大的刚性约束时,易产生焊接应力;焊接铜及铜合金时还易产生热裂纹;气孔是铜及铜合金焊接时的常见缺陷。
6、铝及铝合金
铝及铝合金是高反射性材料,铝及其合金焊接时,随着温度的升高,氢在铝中的溶解度急剧增大,溶解的氢成为焊缝的缺陷源,焊缝中多存在气孔,而深熔焊时根部可能出现空洞,焊道成形较差。
7、塑料
几乎所有的热塑性塑料和热塑性弹性体都可使用激光焊接技术。常用的焊接材料有PP、PS、PC、ABS、聚酰胺、PMMA、聚甲醛、PET以及PBT等。而其它的一些工程塑料如聚苯硫醚PPS和液晶聚合物等,由于具有较低的激光透过率而不能直接使用激光焊接技术,一般在底层材料上加入炭黑,以便材料能吸收足够能量,从而满足激光透射焊接的要求进行焊接。


激光焊接机焊接的处理方法
1、焊接面的处理:将焊接面进行喷砂,去除焊接面的金属氧化物,防止焊接时的能量损失,提高焊接质量。
2、缩孔的处理:缩孔常发生在桥体等较厚的部位,直径多为0.5~2mm,尤其以Co-Cr钢的发生概率较高。虽然在一般情况下可以通过安置储金球等方法来预防,但有时还是会出现缩孔等问题。此时,可选取发生问题的同种材料的焊条,用激光焊接机调整相应参数进行焊接,填实缩孔,平滑焊接面。

激光焊接机能焊接哪些材料?焊接的处理方法是什么?

3、翘动的处理:翘动常发生在5个单位以上的长桥中,桥体单位越长,发生的概率越高。用0.2mm超薄砂片锯开翘动的问题桥段,选取与发生缺陷同种材料的焊条,修改成所需形状后,插入0.5mm锯缝中,用激光焊接机调整相应参数进行焊接,填实锯缝,平滑焊接面。操作时要注意后一焊点需覆盖前一焊点面积的70%以上。


激光焊接机的焊接技术有哪些特点?
1、灵活性高
激光焊接技术是目前加工领域最先进的焊接方式,与传统焊接技术相比,激光焊接技术属非接触式焊接,作业过程不需加压,焊接速度快、功效高、深度大、残余应力和变形小,激光焊接技术可焊接如高熔点金属的难熔材料,甚至可用于如陶瓷、有机玻璃等非金属材料的焊接,对异形材料施焊,效果良好,且具有很大的灵活性。对焊接难以接近的部位,施行柔性传输非接触焊接。激光束可实现时间和能量上的分光,能进行多光束同时加工,为更精密的焊接提供了条件。
2、能焊接难以焊接的材料
激光焊接是利用极高的能量密度的激光光束熔合材料,激光焊接具有焊接速度快、强度高、焊缝窄、热影响区小,并且工件变形量小,后续处理工作量少,灵活性高等优点。激光焊接机不仅能焊接常见的碳钢和不锈钢,还能焊接使用传统焊接难以焊接的材料,如结构钢,铝,铜等金属,且能够焊接各种形式的焊缝。

激光焊接机能焊接哪些材料?焊接的处理方法是什么?

3、人工成本少
由于在进行激光焊接时热输入极低,焊接后的变形量很小,而且可以达到表面非常美观的焊接效果,所以激光焊接的后续处理很少,可以大大削减或者取消庞大的抛光和整平工序上的人工。而这在人工成本不断上升的今天,尤其具有现实意义。
4、更安全
激光焊接是在密闭的安全防护罩内进行的,并配有自动抽尘装置,在保证员工的健康和安全的同时,也能保持厂房内干净整洁的工作环境。


激光焊接机谐振腔的调整步骤
1、调整输入镜(输入介质膜片)地位:调整输入镜前,应将装有YAG棒的聚光腔拿开,以免因光路中YAG棒的折射偏向影响调整的精确性。输入介质膜片的精确地位应该是使红光位于其中心地位并能将红光完全反射回红光的出射孔,否则应经过膜片架的旋钮停止细心调整。留意调整完后应将膜片架调理旋钮上的锁紧圈完全锁紧,确保其地位的波动性,然后再一次反省其反射光的地位能否坚持在原位。
2、反省基准光源:白色的半导体激光是整个光路的基准,必需首先确保其精确性。用一个简易的高度规反省红光能否与光具座导轨顶面平行,并处于光具座两条导轨间的中心线上,如呈现偏向,可以经过6个紧固螺钉停止调整。调整好后留意再反省一遍一切紧固螺钉能否曾经完全拧紧。

激光焊接机能焊接哪些材料?焊接的处理方法是什么?

3、调整全反镜(全反介质膜片)方位:反省红光能否在介质膜片的两头地位,否则应调整介质膜片架的装置地位使红光在介质膜片的中心,粗调介质膜片架旋钮,使红光反射回出射孔。脉宽调整到约2ms,反复频率调整到0Hz,踩一下脚踏开关使脉冲氙灯闪光,此时用完全暴光的全黑像纸放在输入镜前,可以察看到有激光输入,重复调整膜片架的两个旋钮,使输入光斑最圆且平均,然后逐步降低电流至120A。
4、反省YAG棒的装置地位:用通明胶纸辨别贴在YAG棒套的两端,察看红光光斑能否在两个棒套管的正两头地位,如有偏向,应经过调整聚光腔的地位加以修正。然后察看YAG棒的反射光地位,应与红光的出射孔重合,否则在统筹红光尽能够坚持在棒套管中心地位的前提下调整聚光腔的地位,使反射光尽量与出射孔靠拢,至多应保证调整到与出射孔的偏向小于1mm。


激光焊接机焊接时出现火苗减弱的情况该怎么办?

激光焊接机能焊接哪些材料?焊接的处理方法是什么?

1、冷却水污染或长期没更换冷却水,更换冷却水并清洗滤紫外玻璃管和氙灯就可解决。
2、聚焦镜片或激光器的谐振腔膜片出现损坏或污染情况,应该及时进行更换或者清洗。
3、主光路激光偏移,调整主光路全反和半反膜片,采用像纸检查并调圆光斑。 
4、激光没有从聚焦头下面的铜气嘴的中心输出,调整45度反射膜片,使激光从气嘴的中心输出。
5、光闸没有完全弹开,检查并在光闸连接件上加润滑油,使连接件机械上能顺畅。
 
激光焊接机焊接过程中产生裂纹的原因
1、冶金因素:
激光焊的不平衡快速加热与快速冷却的特征,使得整个接头处于复杂的应力状态,构成了接头开裂的力学因素;激光焊又是一系列不平衡工艺过程的综合,在快速冶金凝固过程中,必然会出现成分分布的不均匀及低抗裂性能的淬硬组织等,它们构成了促进裂纹萌生的冶金因素。
2、力学因素:
激光焊接机焊接过程中产生的裂纹主要有三种:结品裂纹、液化裂纹和类再热裂纹。结晶裂纹与焊缝宏观区域的成分不均匀性有关。焊缝中心区域是液相结晶最晚的部位,焊缝两侧的柱状晶交汇于此,同时大量低熔点的杂质也堆集于此,形成中心线偏析,从而降低了该处的结合强度,在一定力学条件下,裂纹就产生在这一部位。

激光焊接机能焊接哪些材料?焊接的处理方法是什么?

影响材料对激光焊接机激光束吸收的因素有哪些?
影响材料对激光焊接机激光束吸收的主要因素:
1、温度
室温时金属材料两激光的吸收率一般在20℃以下;当金属温度达到烙点产生熔融和气化后吸收率上升到40~50%;当接近沸点时吸收率可高达90%。
材料的直流电阻率:材料对激光的吸收率与材料的直流电阻率的平方根成正比、与激光彼长的平方根成反比关系。
2、激光束的入射角
入射角越大,吸收率越小。当激光垂直于金属表面照射时,金属对激光的吸收率最大。但通常为了保护激光出射镜头,需要维持一定的入射角。
村料的表面状态:为了低反射率,可在金属表面涂上薄薄一层全属粉,但两者必须是能够形成合金的。如饭、金、银可覆盖薄锐层,此时在同样熔深的情况下,激光焊接机焊接所需的能量大约为原来铜、金、银所需的四分一。
3、聚焦性和离焦量
品质优良的YAG激光焊接机,其聚焦性(光斑大小)是通过装置本身的光路同轴精度、输出光纤和出射头的成像比等来保证。以激光出射焦点正好落在工作上面时的位置为零。离焦量是指焦点离开这个零点的距离量。焦点位置超过零点位置时叫负离焦(焦点深入到工件内部),其距离值为负离焦量。反之,焦点不到零点的距离数值为正离焦量。要获得较大的熔深,可将焦点位置选择在工件内部某一位置上,即采用负离焦量进行焊接。
4、焊接的穿入深度
激光焊接机进行焊接时,主要是以传热熔化方式进行的。激光束本身对金属的直接穿入深度是有限的,其主要取决于材料的导温系数(导温系数大的则穿入深度大),而不是激光器的功率大小。


如何控制激光焊接机的焊接质量
1、首先,要对焊接品质进行检查焊接品质的检查。一般有目视检验和破坏性检验两种方法。目视检验顾名思义,是工作人员根据自己丰富的工作经验来判定焊接产品是否合格,但若凭此检验就下结论,还不充分,这就需要进行破坏性检验,即撕开焊接母材进行确认。另外,也可利用拉伸仪进行拉伸强度的检验。
2、其次,根据现象进行原因分析。一般来说,若出现焊接加工不良,可能材料有问题,激光焊接机需要在检查材料质量后更换材料或改变激光焊接机波形设定工艺条件进行解决;若所焊接产品的同一部位连续出现焊接不良,很可能是工作台和夹具有问题;若偶尔有焊穿和虚焊现象,可以检查焊接机的能量稳定性或工作台及夹具是否存在问题。


上述是小编来为大家讲解的激光焊接机能焊接哪些材料?焊接的处理方法、焊接技术有哪些特点?谐振腔的调整步骤、焊接时出现火苗减弱的情况该怎么办?焊接过程中产生裂纹的原因、影响材料对激光焊接机激光束吸收的因素有哪些?如何控制激光焊接机的焊接质量?希望能够帮助到大家!其实,大家最关心的还是激光焊接机的辐射问题,其实激光是受到激发而放出的光能辐射,是一种高强度光。激光源发射的激光一般在接触不到,也看不见的情况下,可以被认为无身体危害。但是激光焊接机在焊接过程中会导致电离辐射和受激辐射,这种被诱发的辐射对眼睛、身体影响不小,因此我们在焊接工作时一定要要远离焊接部位。虽然激光焊接机对人体的辐射基本上还是在安全范围内,但是非专业人员切勿去接触激光源,激光是属于不可见性和能量高的光束,一旦接触,非常危险。特别是眼睛的伤害是最大的,因此在长期对视光源的情况下,一定要佩戴一个防护眼镜。


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