[材料科学]激光焊接技术简介.ppt

总结 对于激光焊接： 焊缝深窄，深宽比高(10:1) 焊接速度快 热输入低 焊缝热影响区窄 焊接变形小 焊缝质量好,特别是韧性好 改进采用激光复合焊可降低间隙要求 可用于各类工业制造 Thanks! 焊接速度、焊缝深度与光束偏振方向关系 焦点半径、焊接速度对焊缝截面影响 激光焊接基本接头形式 激光焊接的应用 激光焊接的应用领域 1、制造业应用 　　拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材用激光把边部对焊，焊接成一块整体板，以满足零部件对材料性能的不同要求。 从20世纪80年代中期开始，拼焊板作为新技术在欧洲、美国、日本得到了广泛的关注。拼焊板工艺主要是为汽车行业进行配套服务，尤其在车身零部件生产、制造和设计方面，拼焊板的使用有着巨大的优势。 激光拼焊可以最大限度地减少汽车零件数量、减轻汽车重量、优化零部件的公差和降低成本，同时又可保证汽车的性能，代表了汽车新技术的发展方向。 激光焊接的发展 激光焊接技术 激光焊接的发展 ---激光填丝焊接 激光填丝焊接是指在焊缝中预先填入特定焊接材料后用激光照射熔化或在激光照射的同时填入焊接材料以形成焊接接头的方法。激光填丝焊接与非填丝焊接相比, 具有如下优点: ?? (1)解决了对工件加工装配要求严格的问题; ?? (2)可实现较小功率焊接较厚较大零件; ?? (3)通过调节填丝成分, 可控制焊缝区域组织性能。 激光焊接的发展 ---激光电弧复合焊接 这种复合焊接主要指激光与TIG或MIG电弧复合焊接。在这种工艺中,激光和电弧相互作用、取长补短。 例如,激光焊接的能量利用率低的重要原因是焊接过程中产生的等离子体云对激光的吸收和散射,且等离子体对激光的吸收与正负离子密度的乘积成正比; 如果在激光束附近外加电弧,电子密度显著降低,等离子体云得到稀释,对激光的消耗减小,工件对激光的吸收率提高。而且由于工件对激光的吸收率随温度的升高而增大,电弧对焊接母材接口进行预热,使接口开始被激光照射时的温度升高,也使激光的吸收率进一步提高。 这种效果尤其对于激光反射率高、导热系数高的材料更加显著 激光焊接的发展 ---激光电弧复合焊接 在激光焊接时,由于热作用和影响区很小,焊接端面接口容易发生错位和焊接不连续现象;峰值温度高,温度梯度大,焊接后冷却、凝固很快,容易产生裂纹和气孔。 而在激光与电弧复合焊接时,由于电弧的热作用范围、热影响区较大,可缓和对接口精度的要求,减少错位和焊接不连续现象;而且温度梯度较小,冷却、凝固过程较缓慢,有利于气体的排除,降低内应力,减少或消除气孔和裂纹。 由于电弧焊接容易使用添加剂,可以填充间隙,采用激光电弧复合焊接的方法能减少或消除焊缝的凹陷。 激光焊接的发展 ---激光电弧复合焊接 TIG焊（惰性气体钨极保护焊） 钨极氩弧焊具有下列优点： 　　1）氩气能有效地隔绝周围空气；它本身又不溶于金属，不和金属反应；钨极氩弧焊过程中电弧还有自动清除工件表面氧化膜的作用。因此，可成功地焊接易氧化，氮化、化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。 　　2）钨极电弧稳定，即使在很小的焊接电流（＜10A）下仍可稳定燃烧，特别适用于薄板，超薄板材料焊接。 　　3）热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调节，可进行各种位置的焊接，也是实现单面焊双面盛开的理想方法。 　　4）由于填充焊丝不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝成形美观。 　　 激光焊接的发展 ---激光电弧复合焊接 不足之处是： 1）熔深浅，熔敷速度小，生产率较低。 2）钨极承载电流的能力较差，过大的电流会引起钨极熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池，渣成污染（夹钨）。 3）隋性气体（氩气、氦气）较贵，和其它电弧焊方法（如手工电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊等）比较，生产成本较高。 激光与TIG 复合焊接的特点是: (1) 利用电弧增强激光的作用,可用小功率激光器代替大功率激光器焊接金属材料; (2) 可高速焊接薄件; (3) 可改善焊缝成型,获得优质焊接接头; (4) 可缓和母材焊接端面接口精度要求。 激光焊接的发展 ---激光钎焊 激光焊接的发展 ---激光钎焊 激光软钎焊主要用于印刷电路板的焊接，尤其实用于片状元件组装技术。采用激光软钎焊与其它方式相比有以下优点： 用非接触加热，熔化带宽，不需要任何辅助工具，可在双面印刷电路板上双面元件装备后加工。? 重复操作稳定性好。?焊剂对焊接工具污染小，且激光照射时间和输出功率易于控制，激光钎焊成品率高。 激光束易于实现分光，