激光深熔焊接技术原理介绍

2017-03-21

激光焊接能采用一直或脉冲激光束两种工作方式,激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105W/cm2为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;功率密度超过105~107W/cm2时,金属表面受热影响下凹成钥匙孔,产生深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大的特点。激光深熔焊接热传导型激光焊接原理为:激光辐射加热待加工表面上,表面上热量经过热传导向内部扩散,经过修改激光脉冲的宽度简称脉宽、能量、峰功率和重复频率等激光设置,使物体熔化,产生特定的熔池。

 

用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。下面主要介绍激光深熔焊接的原理。

 

激光深熔焊接一般采用一直激光光束做完材料的溶接,其冶金物理过程与电子束焊接很相同,即能量变换原理是经过“小孔”(Key-hole)结构来做完的。在足够高的功率密度激光辐射下,材料形成蒸发并产生小孔。这个充斥着蒸气的小孔就如一个黑体,差不多吸收所有的的入射光束能量,孔腔内均衡热度达2500度左右,热量从这个高温孔腔外壁传递出来,使包围着这个孔腔周围的金属熔化。

 

小孔内充斥着在光束辐射下壁体材料一直蒸发形成的高温蒸汽,小孔四壁包围着熔融金属,液态金属周围包围着固体材料(而在一部分常规焊接过程和激光传导焊接中,能量首先沉积于物体表面上,然后靠传递输送到内部)。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内一直形成的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。

 

光束不断进入小孔,小孔外的材料在一直流动,随着光束移动,小孔总是处于流动的稳定状态。就是说,小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动,熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝,焊缝于是产生。

 

前面过程的所有这全部一切产生得如此快,使焊接速度很容易获得每分钟数米。


本网站由阿里云提供云计算及安全服务