激光焊优秀课件.ppt

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1、1、原理光子轰击金属表面，在0.01~0.1μm厚度范围内，经过一系列的复杂过程（微观为量子过程，宏观为激光的吸收、反射、加热、熔化、汽化等）被吸收转化为热能，同时热能不断向金属内部传导，完成焊接过程。第二章激光焊激光(Laser)是英文LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation的缩写，意为“通过受激辐射实现光的放大”。激光焊简介12、激光的产生方法1）固体激光器红宝石：波长——0.6943μmYAG：波长——1.06μm钕玻璃：波长——1.06μm2）气体激光器CO2(工作介质为CO2+He+N2混合气体)23、分类1）根据激

2、光发生器的工作性质可分为：固体、半导体、液体、气体激光焊。2）根据激光对工件的作用方式和激光器的输出能量不同可分为：连续激光焊和脉冲激光焊。3）根据激光聚焦后光斑作用在工件上的功率密度的不同可分为：传热焊和深熔焊。3传热焊工件表面温度不超过材料的沸点，工件吸收的光能转变为热能后，通过热传导将工件熔化。深熔焊（锁孔焊）金属表面在光束作用下，温度迅速上开到沸点，金属迅速蒸发形成的蒸汽压力、反冲力等能克服熔融金属的表面张力以及液体的静压力等而形成小孔，激光束可直接深入材料内部，因而能形成深宽比大的焊缝。44、激光焊特点(1)能量密度高、焊接变形小、热影响区小；(2)焊接能量可精确控制，适应性

3、强；(3)光束可传输到任何位置，易实现自动化；(4)同电子束焊接相比，不需要真空环境、不存在X射线污染；(5)深熔焊接的焊缝深宽大，可达12:1；(6)要求装配精度高；大功率焊接时，等离子体密度高，对激光能量的损耗大优点不足55、激光焊接过程中的几种效应(1)等离子体的负面效应激光焊接时，被焊材料熔化、蒸发，并且和保护气体一起被电离，在熔池上方形成等离子云。所以，激光焊接过程实质上也是入射激光、保护气体、等离子体以及被焊材料四者之间相互作过程。等离子体的折射率小于1，它是比真空还光疏的物质，激光入射到等离子云上时，会产生折射、反射、吸收，极端情况下甚至会产生全反射。6(2)对焊缝金属的

4、净化效应金属中的S、P、O、N等杂质，受到激光照射时，由于其对激光的吸收率远远大于金属，游离态的杂质随温度的迅速上升而逸出熔池，而固溶在金属基体中的杂质也由于其沸点低、蒸汽压高而很容易地从熔池中逸出。(3)璧聚焦效应深熔焊接时，由于熔池小孔出现，激光束深入小孔内部，小孔壁对激光多次吸收、反射，最终在小孔底部形成较高的激光功率密度，并全部被吸收。76、激光焊设备及装置(1)激光器——用于发射激光(2)光学系统——传输激光。(3)激光加工机——加工机用以产生工件与夹具间的相对运动.(4)辐射参数传感器——主要用于检测激光器的输出能量和功率，并通过控制系统对其进行控制调整。(5)工艺介质输送

5、系统——输送惰性气体，保护焊缝。(6)工艺参数传感器——检测加工区域的温度、工件的表面状况以及等离子体的特性(7)控制系统——输入参数并对参数进行实时显示、控制，另外还有保护和报警等功能。(8)准直器——一般采用小功率的He-Ne激光器，进行光路的调整和工件的对中。87、激光焊接工艺及参数(1)激光功率(2)焊接速度适当降低焊接速度可加大熔深，但若焊接速度过低，熔深却不再增加，反而使熔宽增大。(3)离焦量(F)焊接时焊件表面距激光焦点的距离（F），正离焦量，负离焦量（焊接厚板）(3)保护气体保护焊缝金属不受有害气体的侵袭，防止氧化污染，提高接头性能；抑制等离子云的形成。9高反射率金属

6、－铝铝合金的激光焊接需要相对较高的能量密度：铝合金反射率较高；铝合金的导热系数很高。LY16、L1-L6和LF21系列的铝合金能够成功地实现激光焊接，且不需要填充金属。许多其它铝合金中含有易挥发的元素，如硅、镁等，焊缝中存在较多气孔。激光焊接纯铝时不会存在以上问题。液态铝的粘度较低，表面张力也很低，因此焊接铝时必须要密切注意焊接熔池，以防止熔池中液态铝的溢出，可通过接头设计或采取不熔透方法来解决。8、典型材料激光焊接性及工艺10激光焊接应用存在问题及解决的途径要求工件装配精密、对中严格高反射材料（铝合金）焊接过程不稳定、焊缝成型差激光焊接等离子体对光反射、吸收，降低能量利用率大功率激光

7、设备价格随功率等级提高呈指数增加开发新型激光器、提高功率、改善光束质量改变材料表面状态选择保护气体、控制能量输出形式激光焊接新工艺：双光束、填丝激光焊接、激光-电弧复合热源焊接等119、激光切割1）激光切割的原理激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开122）激光切割的分类激光汽化切割在非常短的时间内达到材料的沸点汽化，形成蒸气。蒸