激光焊接技术评估报告课件.ppt

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1、激光焊接技术评估报告汽车电子生技部报告人：樊政目录激光加工简介1激光焊接机原理2激光焊接机的工艺参数3激光焊接与常规焊接比较4激光加工简介激光加工的一般原理激光加工是一种重的高能束加工方法，它是利用激光高强度、高亮度、方向性好、单色性好的特性，通过一系列的光学系统聚焦成平行度很高的微细光束（直径几微米至几十微米），获得极高的能量密度（）照射到材料上，使材料在极短的时间内（千分之几秒甚至更短）熔化甚至气化，以达到加热和去除材料的目的。激光加工简介激光加工特点适应性强：激光加工的功率密度高，几乎能加工任何材料，

2、如各种金属、陶瓷、石英、金刚石、橡胶等。加工精度高：激光束可聚焦成微米级的光斑（理论上直径可小于1um），适合精密微细加工。加工质量好：激光加工能量密度高，热作用时间很短，整个加工区几乎不受热的影响，工件热变形极小，故可加工对热冲击敏感的材料。加工速度快：激光加工只需0.01s，切割比常规方法提高效率率效率高8~20倍，激光焊接可提高效率30倍，微调薄膜电阻可提高1000倍，提高精度1~2个数量级。激光加工简介激光加工特点容易实现自动：激光束传输方便，易于控制，便于与机器人、自动检测、计算机数字控制等先进技

3、术相结合。通用性强：用一台激光器给变不同的导光系统，可以处理各种形状和尺寸的工件。也可以选择适当的加工条件，用同一台装置进行切割、打孔、焊接和表面处理等多种加工。节能节材：激光束的能量利用率为常规加工工艺的10~1000倍，激光切割可以节省材料15%~30%。激光焊接机激光焊接机原理激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。激光焊接机原理1、热传导焊接：当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加

4、热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。激光焊接的机理有两种：激光焊接机2、激光深熔焊:当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在—起。激光焊接工艺参数激光焊接的主要参数离焦量焊接速度激光模式坡口间隙保护气体脉冲参数激光功率激光深熔焊接的

5、主要工艺参数激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行（材料厚度0.3mm—5mm,激光穿透2.5mm)。光束焦斑。光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。但对高功率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。材料吸收值。材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要

6、的是吸收率(金属材料中铜,铝焊接效果比较差)。焊接速度。焊接速度对熔深影响较大，提高速度会使熔深变浅，但速度过低又会导致材料过度熔化、工件焊穿。所以，对一定激光功率和一定厚度的某特定材料有一个合适的焊接速度范围，并在其中相应速度值时可获得最大熔深。保护气体。（1）激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池，对大多数应用场合则常使用氦、氩、氮等气体作保护，使工件在焊接过程中免受氧化(一般使用氩气,1瓶可使用10天/10小时)。（2）保护聚焦透镜免受金属蒸气污染和液体熔滴的溅射。特别在高功率激光焊接时，由于其喷出

7、物变得非常有力，此时保护透镜则更为必要。（3）对驱散高功率激光焊接产生的等离子屏蔽很有效。透镜焦距。焊接时通常采用聚焦方式会聚激光，一般选用63~254mm(2.5”~10”)焦距的透镜。聚焦光斑大小与焦距成正比，焦距越短，光斑越小。焦点位置。焦点与工件表面相对位置的变化直接影响焊缝宽度与深度(焊接工件缝隙max0.2mm)。激光束位置。对不同的材料进行激光焊接时，激光束位置控制着焊缝的最终质量，特别是对接接头的情况比搭接结头的情况对此更为敏感。正确控制激光束位置将有利于产生主要有低碳组分组成的焊缝，这种焊

8、缝具有较好的抗裂性(激光束位置偏离焊缝max0.2mm)。焊接起始、终止点的激光功率渐升、渐降控制。激光深熔焊接时，不管焊缝深浅，小孔现象始终存在。当焊接过程终止、关闭功率开关时，焊缝尾端将出现凹坑。另外，当激光焊层覆盖原先焊缝时，会出现对激光束过度吸收，导致焊件过热或产生气孔。激光焊接与常规焊接比较目前常用的焊接工艺有：→电弧焊（氩弧焊、手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、气体保护焊）→电阻焊→高能