激光焊接一種新型的焊接方式,利用高能量的激光脈沖對材料進行微小區域內的局部加熱,激光輻射的能量通過熱傳導向材料的內部擴散,將材料熔化后形成特定熔池。
激光焊接主要針對薄壁材料、精密零件的焊接,可實現點焊、對接焊、疊焊、密封焊等,深寬比高,焊縫寬度小,熱影響區小、變形小,焊接速度快,焊縫平整、美觀,焊后無需處理或只需簡單處理,焊縫質量高,無氣孔,可精確控制,聚焦光點小,定位精度高。
與其他焊接工藝相比,激光焊焊接有其自身工藝的優缺點
激光焊接的優點:
1、速度快、深度大、變形小
2、能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設備裝置簡單。例如,激光通過電磁場,光束不會偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊,并能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,并能對異性材料施焊,效果良好
4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達5:1,高可達10:1
5、可進行微型焊接。激光束經聚焦后可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應用于大批量自動化生產的微、小型工件的組焊中
6、可焊接難以接近的部位,施行非接觸遠距離焊接,具有很大的靈活性。尤其是近幾年來,在YAG激光加工技術中采用了光纖傳輸技術,使激光焊接技術獲得了更為廣泛的推廣和應用
7、激光束易實現光束按時間與空間分光,能進行多光束同時加工及多工位加工,為更精密的焊接提供了條件
激光焊接的缺點:
受光束質量、激光功率的限制,激光束的穿透深度有限,而加工用高功率高光束質星的激光器價格昂貴,同時高功率激光束焊接時,等離子體的控制更加困難,焊接過程穩定性惡化,甚至出現屏蔽效應而使熔深下降,因此激光焊接一般應用于較薄材料的焊接。
激光束的直徑很小,熱作用區域較窄,對工件裝配間隙要求嚴格。且l使采用激光填絲多層焊接也難以完全克服,同時由于焊絲與光束相互作用,使焊接工藝參數的調整更加復雜。
激光焊接時形成的等離子體對激光的吸收和反射,降低了母材對激光的吸收率,使激光的能量利用率降低,同時使焊接過程變的不穩定。
激光對高反射率、高導熱系數材料的焊接比較困難,熔池的凝固速度快使其容易產生氣孔,冷裂紋,同時合金元素和雜質元素容易偏析,出現熱裂紋等缺陷。
激光焊接技術已經應用在航空航天、汽車制造、武器制造、船舶制造、容器結構、電子輕工等領域。
激光焊接設備可以提供焊接效率跟精度,可以無縫焊接,實現傳統焊接技術無法應用領域,可以依據光速本身的運動軌跡,實現360度范圍內的隨意焦激光焊接設備成本相對較高制約了激光焊接技術在國內的廣泛應用。