激光焊接工艺实践 激光单热源焊接特点介绍 5. 9 激光单热源焊接特点介绍.ppt

* 激光单热源焊接特点介绍 课程名称：激光焊接工艺实践 承担单位：浙江工贸职业技术学院 * 1. 教学目标 了解激光焊接过程中，单一激光热源对焊接工艺和焊接质量所带来的影响，就焊接工艺而言，明确单一激光热源的主要优点和缺点。 * 2.单一激光热源焊接的特点 1）单一激光热源焊接的优点 激光焊接工艺中，激光光斑功率密度一般都大于106W/cm2，光斑直径一般在0.5mm左右，由于激光功率密度大，焊接母材能够被迅速加热熔化、汽化，形成深熔小孔，从而达到深熔焊接，如图1所示，图2为镀锌钢板的激光焊接接头。单一热源激光焊接具有以下几方面的特点： （1）非接触焊接，甚至能对透明容器内的部件进行焊接，可即起即停； （2）室温操作，能对钛、石英等难焊材料直接焊接； （3）无需精密工具，不用电极也很少使用填充材料； （4）焊接热影响区窄，容易实现自动化，焊接复杂形状的部件； （5）焊接质量好，焊缝强度高，可以达到甚至超过母材。 * 图1 激光单一热源焊接工艺 * 图2 镀锌钢板的激光单一热源对接焊 * 2）单一激光热源焊接的缺点 激光焊接工艺因其具有的优点得到了越来越广泛的应用，但同时激光单一热源的熔化焊接也存在一些缺点。在激光焊接过程中，母材受热熔化、汽化，形成深熔小孔，小孔中充满金属蒸汽，金属气体与激光作用会形成等离子云，等离子云会吸收、反射激光，降低金属材料对激光的吸收率，使激光的能量利用率降低。另外，激光单一热源焊接还存在以下几方面的缺点： （1）由于激光对母材的作用时间短，熔融金属凝固得很快，金属气体和吸入的其它气体来不及全部逸出，容易形成疏松或气孔； （2）合金元素和杂质容易偏析，并与吸入的氧等元素形成晶界夹杂，这些缺陷即使在随后进行的热处理过程中也不能消除； （3）由于激光光斑直径很小，热作用区域有限，焊接时激光光束必须同时照射到接口两侧的母材，因而要求接口间隙小于光斑直径，且接口两侧的母材应平整，否则容易发生焊接错位； * （4）因为激光功率密度大，热作用区域很小，焊接区域产生很高的峰值温度和温度梯度。在此条件下，激光焊接的热过程与通常的热过程很不相同，传统的连续冷却曲线（CCT）已经不能准确解释材料的相变行为； （5）激光焊接过程中，一般不使用填充材料，由于母材端面间存在间隙，深熔小孔内金属受热汽化，焊接后接缝处一般存在凹陷； （6）影响激光焊接状态的因素多，如激光功率、模式、偏振等激光输出参数，焊接工件材质、端面配合状况等，这都是单一热源激光焊接需要考虑的问题。 还需要指出，激光焊接工艺与其它常用焊接方法相比，设备的一次投资较大，特别是高功率激光焊接系统，也是不能回避的问题之一。 * 3. 小结 本次课介绍了激光单一热源焊接的优点和缺点，说明焊接工艺特点是与热源特点密不可分的，不同焊接热源的特点决定了不同焊接工艺的特点，不同焊接工艺适应不同的具体工况条件。 * 4. 作业思考题 （1）举例说明激光单一热源焊接的优点有哪些？ （2）举例说明激光单一热源焊接工艺的缺点有哪些，某一种焊接工艺的特点主要是由什么因素决定的？ * * * *