激光焊接工艺研究

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1、采用400WYAG固休激光器对2Cr13不锈钢进行了激光焊接工艺研究,分析了脉宽、频率、电流、脉冲波形对其炸缝成型及表面质量的影响.结果表明，脉宽增加，炸缝宽度、熔深增加，焊缝凹陷也增加;频率越高,焊缝宽度越窄，熔深越浅;电流增人,熔深、焊缝宽度和焊缝凹陷也相应增加;电流逐渐增人的波形对金属熔化形成熔池具有缓冲作用，焊缝凹陷较小;(200Ax4ms+250Ax2ms)x20Hz的电源参数适合2mm的2Cr13不锈钢板材的焊接.本文研究了超薄紫铜(0.1mm)的激光焊接。采用正交设计试验对焊接工艺进行了优化；对焊缝进行了机械性能及金相组织分析。研究结果表明：电流、脉

2、宽、频率、离焦虽对接头成形有很大影响。当焊接电流大时，容易出现焊穿、咬边等缺陷；当脉宽过大时，激光所输出的热量不连续，就如同“海潮”般不稳定；当频率过大时，激光输岀能量的密度大，焊缝表面会出现波浪形状的一层一层的很密的“鱼磷”状的焊缝层；反Z,当焊接电流、脉宽、频率较小时，在焊核表面容易出现未焊透的缺陷，接头强韧性较低；当焊接电流、脉宽、频率配合合理时，接头的强度和塑性分别达到母材的90%和85%。关键词：激光焊接，紫铜，优化设计，力学性能，晶粒人小碳钢、普通合金钢、不锈钢、不同钢材之间的激光焊接、不锈钢-低碳钢，416不锈钢-310不锈钢，347不锈钢-IIAS

3、TALLYW合金，镰电极-冷锻钢，不同鎳含量的双金屈带、钛、鎳、锡、铜、铝、銘、饥、金、银等多种金属及其合金，及钢、可伐合金等合金的同种材料间的焊接。铜一鎳、鎳一钛、铜一钛、钛一铝、黄铜—铜、低碳钢一铜等多种异种金属间的焊接。手机电池、首饰、电子元件、传感器、钊驶、精密机械、通信、工艺品等行业。激光焊接技术发表时间：2004-12-24来源:中国机械网关键字：焊接信息化应川调查在线投稿加入收藏发农评论好文推荐打印文木激光焊与电子束焊有许多相似Z处，但它不需要真空室，不产生X射线，更适合生产中推广应用。激光焊接已成为高能束焊接技术发展的主流。一、激光焊接的工艺特点S

4、1澈光深熔焊顶理按焊接熔池形成的机理区分，激光焊接冇两种基木模式：热导焊和深熔悍，前者所用激光功率密度较低（105〜106W/cm2）,工件吸收激光后，仅达到表面熔化，然后依靠热传导向工件内部传递热量形成熔池。这种焊接模式熔深浅，深宽比较小。后者激光动乍密度髙（106〜107W/cm2）,工件吸收激光后迅速熔化乃至气化，熔化的金属在蒸汽压力作用下形成小孔激光束可总照孔底，使小孔不断延伸，总至小孔内的蒸气压力与液体金属的表而张力和重力平衡为止。小孔随着激光束沿焊接方向移动吋，小孔询方熔化的金属绕过小孔流向后方，凝固后形成焊缝（图1）。这种焊接模式熔深大，深宽比也人。

5、在机械制造领域，除了那些微薄零件之外，一般应选用深馆焊。深熔焊过程产牛的金属蒸气和保护气体，在激光作用下发牛电离，从而在小孔内部和上方形成等离子体。等离子体对激光有吸收、折射和散射作用，因此一•般来说熔池上方的等离子体会削弱到达工件的激光能量。并影响光束的聚焦效來、对焊接不利。通常可辅加侧吹气驱除或削弱等离了体。小孔的形成和等离了体效应，使焊接过程屮伴随着具有特征的声、光和电荷产生，研究它们与焊接规范及焊缝质量之间的关系，和利用这些特征信号对激光焊接过程及质罐进行监控，具有十分重要的理论意义和实用价值。由于经聚焦示的激光束光斑小（0.1〜0.3mm）,功率密度高，

6、比电弧焊（5X102〜104W/cm2）高几个数量级，因而激光焊接具有传统焊接方法无法比拟的显著优点：加热范围小，焊缝和热彫响区窄，接头性能优良；残余应力和焊接变形小，可以实现高精度焊接；可对高熔点、高热导率，热皱感材料及非金属进行焊接；焊接速度快，生产率高；具有高度柔性，易于实现自动化。激光焊与电子束焊有许多相似Z处，但它不需要真空室，不产生X射线，更适合生产中推广应用。激光焊接实际上已取得了电子束焊接20年前的地位，成为高能束焊接技术发展的主流。二、激光焊接设备激光焊接设备主要山激光器、导光系统、焊接机和控制系统组成。1.激光器用于激光焊接的激光器主要有C02

7、气体激光器和YAG固体激光器两种。两者优缺点比较如表1所示。激光器最重要的性能是输出功率和光束质量。从这两方而考虑，C02激光器比YAG激光器具有很人优势，是目前深熔焊接主要采用的激光器，生产上应用人多数还处在1.5〜6kW范I节I,但现在世界上最人的C02激光器已达50kWo而YAG激光器在过去相当长一段时间内提高功率有困难，一般功率小于lkW,用于薄小零件的微联接。但是，近几年来，国外在研制和生产大功率YAG激光器方而取得了突破性的进展，最大功率已达5kW,并已投入市场。由于其波长短，仅为C02激光的1/10,有利于金属表面吸收，町以用光纤传输，使导光系统大为

8、简化。可以