激光焊接:综合指南

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激光焊接:综合指南

2024-07-14 20:13| 来源: 网络整理| 查看: 265

第一步:激光焊接的材料准备

材料准备是激光焊接过程中最关键的第一步。最终焊接的质量在很大程度上取决于要焊接材料的清洁度和正确对齐。确保材料表面没有污垢、油、铁锈和氧化层等污染物非常重要。表面上的任何残留物都可能导致 焊接缺陷,例如孔隙、裂纹或未熔合。因此,精心准备材料对于实现坚固耐用的焊接至关重要。

八、材料选择

准备材料的第一个子步骤是选择合适的待焊接材料。 并非所有材料都适合激光焊接。 常见的焊接材料包括各种类型的钢、铝和钛。 然而,材料的选择取决于多种因素,例如应用、成本和所需的焊接性能。 考虑材料的热导率、熔点和激光波长的吸收特性也很重要

2. 表面清洁

一旦选择了材料,就必须仔细清洁待焊接的表面。 污垢、油、油脂、氧化层和任何涂层等污染物的存在会对焊接质量产生负面影响。 可以使用各种方法进行清洁,例如机械清洁(喷砂、钢丝刷)、化学清洁(溶剂、酸)或热清洁(火焰清洁、激光烧蚀)。 所选择的方法取决于材料、污染物的性质以及所需的焊接质量。

3. 联合设计

接头设计是材料制备的另一个重要方面。 接头类型(对接接头、搭接接头、T 形接头等)、接头间隙和接头角度都会影响焊接质量。 重要的是设计接头,使其允许激光束正确穿透并完全熔化材料。 计算机辅助设计(CAD)软件有助于设计接头和模拟焊接过程,以优化激光焊接的接头设计。

4.材料厚度

材料的厚度是另一个重要的考虑因素。 必须根据材料厚度调整激光功率、焊接速度和焦点位置,以达到所需的焊接深度和宽度。 较厚的材料可能需要较高的激光功率和较慢的焊接速度,而较薄的材料可能需要较低的功率和较快的速度。

5.预热

在某些情况下,焊接前预热材料可能是有益的,特别是对于容易破裂或变形的材料。 预热有助于降低材料上的温度梯度,从而最大限度地减少热应力和变形。 然而,过度预热会导致材料机械性能下降,因此必须小心进行和控制。

 

准备就绪:配置激光焊接设备

数控激光焊接机及其部件

准备好焊接材料后,下一个关键步骤是设置激光焊接机。 这涉及配置各种参数,例如激光功率、脉冲持续时间、焊接速度和焦点位置。 这些参数中的每一个都会显着影响焊接质量,因此根据材料类型、厚度和所需的焊接特性仔细调整它们非常重要。

表:激光焊接机设置的子步骤

设置参数 描述 需要考虑的事项 例如: 选择激光源 选择合适的激光源。 材料、所需的焊接速度、所需的焊接质量。 用于钢铁等非反射材料的 CO2 激光器; 用于铝等反射材料的 Nd:YAG 和光纤激光器。 调整激光功率 调整激光功率。 材料类型、厚度和焊接速度。 更高的功率适用于更厚的材料和更高的焊接速度。 设置脉冲持续时间 调整每个激光脉冲的持续时间。 材料类型、厚度和所需的焊接特性。 对于更窄和更深的焊缝,持续时间更短; 对于更宽和更浅的焊缝,持续时间更长。 调整焊接速度 调整激光束沿接头移动的速度。 材料类型、厚度和所需的焊接特性。 较慢的速度可实现更深、更宽的焊缝; 较浅和较窄的焊缝速度更快。 设置焦点位置 调整激光束聚焦到材料上的位置。 材料类型、厚度和所需的焊接特性。 较浅焊缝高于表面; 中等深度焊缝的表面; 低于表面以进行更深的焊缝。 设置保护气体 选择合适的保护气体。 焊接材料、焊接速度、周围环境。 氩气、氦气或氩气和氦气的混合物。 根据焊接速度和周围环境调整流量。   完善精度:对准激光束

激光束的对准

激光束的对准是激光焊接过程中的关键步骤。 正确的对准可确保激光束精确聚焦到待焊接的接头上,从而产生高质量的焊接。 激光束未对准会导致熔合不完全、飞溅过多,甚至损坏工件或激光焊接机。

对准激光束的过程涉及几个关键步骤:

调整扩束镜:扩束镜是放大激光束直径的透镜系统。 调整扩束镜可以控制焦点处激光束的直径。 较大的光束直径会导致较浅的焊缝,而较小的光束直径会导致较深的焊缝。 理想的光束直径取决于材料厚度和所需的焊接特性。 设定焦点:焦点是激光束最集中的点。 应调整焦点位置,使焦点位于材料表面或略低于材料表面。 这将产生具有所需深度和宽度的焊缝。 如果焦点太浅,可能会导致熔合不完全或飞溅过多。 如果焦点太深,可能会导致过度穿透或烧穿。 对准光束:激光束应对准,使其位于待焊接接头的中心。 这可以通过调整激光头的位置来手动完成,也可以使用计算机控制系统自动完成。 一些激光焊接机内置摄像头或传感器,可以检测接头的位置并相应地自动调整激光头。

 



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