激光焊接原理

  • 行业动态 2020-01-08 分享新闻到:
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激光焊接可通过连续或脉冲激光束来实现。激光焊接的原理可分为热传导焊接和激光深熔焊。当功率密度小于104-105w/cm~2时,为热传导焊接,熔深和焊接速度较慢;当功率密度大于105-107w/cm~2时,金属表面在热作用下凹陷成“孔”,形成深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大的特点。
热传导激光焊接的原理是:激光辐射加热待加工表面,表面热通过热传导扩散到内部。通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等激光参数,使工件熔化形成特定的熔池。
用于齿轮焊接和冶金薄板焊接的激光焊接机主要涉及激光深熔焊。下面重点介绍激光深熔焊的原理。
激光深熔焊一般采用连续的激光束来完成材料的连接。冶金物理过程与电子束焊接非常相似,即能量转换机制是通过一个关键孔结构完成的。在足够高的功率密度激光下,材料蒸发并形成孔隙。充满蒸汽的黑洞就像一个黑体,几乎吸收了入射光束的所有能量。腔体内的平衡温度约为2500℃,热量从高温腔体外壁传递,使腔体周围的金属熔化。
洞内充满了光线下墙体材料连续蒸发产生的高温蒸汽。孔壁包围着熔化的金属,而液态金属包围着固体材料。
井壁外的流体流动和井壁层的表面张力与井壁内连续产生的蒸汽压力相接触,保持动态平衡。梁连续进入小孔,小孔外物料连续流动。随着光束的移动,小孔始终处于稳定的流动状态。也就是说,孔和孔壁周围的熔融金属以导梁的速度向前移动,熔融金属填充孔留下的间隙并冷凝,形成焊缝。所有这些都发生得如此之快,以至于焊接速度很容易达到每分钟几米。
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