关于激光焊接工艺的研究.pdf

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1、2014年4月(上旬刊)I机械与工艺关于激光焊接工艺的研究张军沈阳经济技术开发区热电有限公司摘要：激光焊接与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵，一次性投资大，技术要求高的问题，使得激光焊接在我国的工业应用还相当有限；，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线和柔性制造。其中激光焊接在汽车制造领域中的许多成功应用已经凸现出激光焊接不同于传统焊接方法的特点和优势，也为许多大功率激光器制造商和激光焊接设备制造商提供了更为诱人的经济效益前景。一关键词：激光焊接工艺质量激光是辐射的受激发射光放大的简称．由于其独有的高

2、亮激光焊接过程监测与质量控制一直是激光焊接领域研究和度、高方向性、高单色性、高相干性，自诞生以来，其在工业加工发展的一个重要内容，利用电感、电容、声波、光电、视觉等各种传中的应用十分广泛．成为未来制造系统共同的加工手段用激光感器．通过人工智能和计算机处理方法．针对不同的激光焊接过焊接加工是利用高辐射强度的激光束．激光束经过光学系统聚程和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝成形质量监测等．焦后．其激光焦点的功率密度为104～107W／cm2．加工工件置于并通过反馈控制调节焊接工艺参数．从而实现高质量的自动化激激光焦点附近进行加热熔化．熔化现

3、象能否产生和产生的强弱光焊接过程程度主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功⋯激光焊接过程监测率。控制上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。这利用各种传感器对激光焊接过程中产生的等离子体进行检种焊接工艺在未来工业事业中将会得到广泛的应用与研究。测是常用和有效的方法。根据检测信号的不同．激光焊接质量检一、激光焊接的一般特点测主要包括以下几种方式：激光焊接是利用激光束作为热源的一种热加工工艺．它与1)光信号检测。检测对象为激光焊接过程中的等离子体(包电子束等离子束和一般机械加工相比较．具有许多优点：(1)激括工件上方和小孔内部

4、)光辐射和熔池光辐射等。从检测装置的光束的激光焦点光斑小，功率密度高．能焊接一些高熔点、高强安装来看，主要包括与激光束同轴的直视检测、侧面检测和背面度的合金材料；(2)激光焊接是无接触加工，没有工具损耗和工检测。使用的传感器主要有光电二极管、光电池、CCD和高速摄具调换等问题。激光束能量可调，移动速度可调，可以多种焊接像机，以及光谱分析仪等加工；(3)激光焊接自动化程度高，可以用计算机进行控制，焊接2)声音信号检测。检测对象主要为焊接过程中等离子体的声速度快，功效高，可方便的进行任何复杂形状的焊接；(4)激光焊振荡和声发射。接热影响区小，材

5、料变形小，无需后续工序处理；(5)激光可通过31等离子体电荷信号检测对象为焊接玻璃焊接处于真空容器内的工件及处于复杂结构内部位置的工喷嘴和工件表面等离子体的电荷利用光电传感器检测激件；(6)激光束易于导向、聚焦．实现各方向变换；(7)激光焊接与电光焊接过程中等离子体光辐射强度的变化是激光焊接过程监测子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便；(8)激光与控制的重要方法之一。国内外研究工作表明．利用光电传感器焊接生产效率高。加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。可以自动检测出焊接过程中因激光功率、焊接速度、焦点位置、喷二、激光焊接工

6、艺与方法嘴至工件表面距离、对接间隙等工艺条件的波动引起的焊缝熔深1、双／多光束焊接，和成形质量的变化，不仅可以诊断出诸如咬边、烧穿、驼峰等焊缝双／多光束焊接的提出最初是为了获得更大的熔深和更稳定成形缺陷．而且在一定工艺条件下还可以检测焊缝内部质量．例的焊接过程和更好的焊缝成形质量．其基本方法是同时将两台如．气孔倾向的严重程度或两台以上的激光器输出的光束聚焦在同一位置．以提高总的f21激光焊接过程控制激光能量。后来，随着激光焊接技术应用范围的扩大。为减小在激光焊接过程控制的主要内容就是对焊接工艺参数的控制厚板焊接．特别是铝合金焊接时容易出现气

7、孔倾向．采用以前后在激光焊接时．光束焦点位置是影响激光深熔焊质量最关键而又排列或平行排列的两柬激光实施焊接．这样可以适当提高焊接最难监测和控制的工艺参数之一在一定激光功率和焊接速度小孔的稳定性．减少焊接缺陷的产生几率。下，只有焦点处于最佳焦点位置范围时．才可获得最大熔深和良2、激光一电弧复合焊好的焊缝成形。偏离这个范围，熔深则下降，甚至破坏稳定的深激光一电弧复合焊是近年激光焊接领域的研究热点之一。该熔焊过程，变为模式不稳定焊接或热导焊。但实际激光焊接时，方法的提出是由于随着工业生产对激光焊接的要求．激光焊接存在多种因素影响焦点位置的稳定性．

8、包括因非平面工件和焊接本身存在的间隙适应性差．即极小的激光聚焦光斑对焊前工件变形引起的焊接喷嘴一工件距离变化．激光器窗口、聚焦镜等元的加工装配要求过高．此外．激光焊接作为一种以自