第9章 高能束焊接.ppt

激光焊的应用 图9-14　激光钎焊焊接的电子元器件管脚 连续激光焊的焊接参数 图9-15　不同保护气体对激光焊等离子体的影响a)He　b)Ar　c)　d)C （二）激光焊的分类 按输出功率分有：低功率(1kW)、中功率(1.5～10kW)和高功率(＞10kW)三类。 按激光器的工作方式分有： 脉冲激光焊（焊接时形成一个个圆形焊点） 连续激光焊（在焊接过程中形成一条连续焊缝） （三）激光焊设备 激光焊设备主要由：激光器、光束传输和聚焦系统、焊枪、工作台、电源及控制装置、气源和水源、操作盘和数控装置等组成。 激光器： 是产生受激辐射光并放大的器件，是激光设备的核心部分。 根据激光器中工作物质的形态分有： 固体激光器 流体激光器 气体激光器 焊接与切割用的主要是： 固体激光器 CO2气体激光器 光束传输和聚焦系统又称外部光学系统，是用来把光束传输并聚焦在工件上，在其端部安装提供保护或辅助气流的焊枪或割枪。 激光焊设备的选择与应用 图9-16　典型的Nd:YAG激光器结构示意图 (1)固体激光器　 固体激光器主要由激光工作物质(红宝石、YAG或钕玻璃棒)、聚光器、谐振腔(全反镜和输出窗口)、泵灯、电源及控制设备组成。  (2)CO2气体激光器　 1)封闭式或半封闭式CO2激光器。2)横流式CO2激光器。 图9-17　横流式C激光器结构示意图 3)轴流式CO2激光器。 (2)CO2气体激光器　 图9-18　直流激励快速轴流式激光器的基本结构1—激光束　2—输出镜　3—气体出口　4—激励放电　5—直流电极　6—折叠镜　7—气体入口　8—后镜 （四）激光焊工艺 激光焊可焊接的焊件厚度，能从几微米到几十毫米，其熔深与熔宽之比可达10：1。 按激光器工作方式分为： 脉冲激光焊 连续激光焊 激光焊的新技术 1.激光-电弧复合焊技术2.填充焊丝激光焊3.光束旋转激光焊4.激光焊与搅拌摩擦焊的复合 激光-电弧复合焊技术 图9-19　激光复合焊的原理示意图 2.填充焊丝激光焊 激光焊接一般不填充焊丝，但对焊件装配间隙要求很高，实际生产中有时很难保证，限制了其应用范围。采用填丝激光焊，可大大降低对装配间隙的要求。例如板厚2mm的铝合金板，如不采用填充焊丝，板材间隙必须为零才能获得良好的成形，如采用?1.6mm的焊丝做为填充金属，即使间隙增至1.0mm，也可保证焊缝良好的成形。 此外，填充焊丝还可以调整化学成分或进行厚板多层焊。 3.光束旋转激光焊 使激光束旋转进行焊接的方法，可大大降低焊件装配以及光束对中的要求。例如在2mm厚高强合金钢板对接时，容许对缝装配间隙从0.14mm增大到0.25mm；而对4mm厚的板，则从0.23mm增大到0.30mm。光束中心与焊缝中心的对准允许误差从0.25mm增加至0.5mm。 4.激光焊与搅拌摩擦焊的复合 激光辅助搅拌摩擦焊(LAFSW)是必威体育精装版推出的焊接技术。在搅拌摩擦焊中需要较大的压紧力和夹紧力，导致了搅拌摩擦焊设备笨重、昂贵、搅拌头磨损率高的问题，为了解决上述问题，采用激光作为辅助能源加热焊件，降低焊接成本的同时实现设备的小型化。其原理是预先在搅拌头前方对焊缝部位利用激光束进行加热软化，减少对后期搅拌摩擦焊摩擦热量的输入要求，从而降低对夹紧力和摩擦力的要求。 其他激光加工工艺 1.激光切割2.激光快速成形3.激光表面处理技术4.激光气相沉积5.激光切削与打孔6.激光标记 1.激光切割 图9-21　激光切割的零件 (1)激光切割的特点及应用 2.激光快速成形 图9-22　激光快速成形生产的零件 3.激光表面处理技术 激光表面处理技术是利用激光加工的特点发展起来的一种新工艺。它包括激光相变硬化、激光熔覆、激光合金化、激光非晶化等各种加工手段。 激光相变硬化是激光淬火的结果，是应用最早、最成熟的激光表面处理技术。激光相变硬化的技术特点有：空冷淬硬，淬硬层质量好，硬度比常规淬火高15％以上；工件变形小；工艺简单，适用面广。目前激光相变硬化的预处理技术应用最多的方法有磷化法和涂料法。 激光熔覆是利用激光的能量，在金属材料上熔凝耐磨、耐腐蚀的高级、超高级金属层或金属陶瓷层。激光熔覆层与基体金属表面为冶金结合，但是对基体金属的熔化应尽可能少。与传统的表面熔覆法相比，激光熔覆有许多突出的优点，如：能量密度大、加热速度快、工件变形小等。 4.激光气相沉积 激光气相沉积是激光加工技术引人注目的研究热点之一。其基本原理是：将激光束照