(三)激光焊接

(三)激光焊接

1.基本原理

通电后脉冲激光电源工作,使脉冲氙灯放电,激光器产生脉冲,激发激光棒发出激光,再通过光学谐振腔谐振后输出激光。该激光在导光系统和控制系统作用下,以一定焦点直径、能量聚焦于焊点上,熔化合金产生焊接。激光焊接是通过高能激光束聚焦将两种相同金属精确定位后进行局部性的熔化焊接,其连接为金属键,属化学性结合,其结合力大,可靠性高。它的加热范围局限,热影响区小,故焊接变形轻微,被焊金属无须包埋、固定,所以焊接质量较高。

2.操作步骤

(1)将焊件焊接面用氧化铝砂进行喷砂:去除焊接面的金属氧化物,使焊接区金属结构均匀,防止焊接时的能量损失,因为激光束和光束一样具有同向性,光亮的金属表面会反射大部分的激光束,减少焊接时的能量。

(2)确定焊件的接触形式:要求焊接面呈截面对接,以保证焊件焊接后的接头强度及铸件密合性。焊接面应广泛紧密接触,焊缝不能过大或呈V形,若焊缝过大,应先在一端用厚薄合适的同质合金进行延长后再进行焊接,可有效地防止焊接后焊件变形。

(3)保护:为了避免焊接过程中焊接区氧的吸收,要求使用氩气保护,特别是焊接钛及钛合金时尤其重要。

3.操作要点

(1)激光功率的选择:使用功率应保证被焊金属表面或焊料温度维持在熔点和沸点之间。功率过大,焊件金属表面或焊料易产生气泡,焊接强度下降;功率过小,焊件金属表面或焊料熔化不充分,焊接深度不够,焊接不牢固。(https://www.daowen.com)

(2)激光光斑尺寸的选择:激光光斑直径大小直接影响被焊金属的焊接质量,在一定的输出功率下,由它决定光束功率密度,这是焊接的关键。焦点小能量大,焊缝窄;焦点大能量小,焊缝宽。

(3)防止氧化:焊接易氧化的金属时,必须使用惰性气体保护焊面,在充氩箱内焊接或在真空条件下焊接。

(4)个人防护:激光直射、反射或散射到人体时,可造成对眼睛和皮肤不同程度的伤害。因此,激光焊接中应注意个人防护,带防护眼罩,眼睛或身体暴露的部分不要与激光光束接触(图5-37)。

图示

图5-37 激光焊接

图示

图5-37 (续)