激光焊接具有高精度、高生产速度、表面光洁度好、外形美观大方等优点,是一种优秀的加工工艺。尤其是在汽车制造业中,激光焊件已成为车身制造工艺发展的主流。因此,精密焊接行业,如眼镜、五金电子、首饰、卫浴厨具等,越来越广泛地采用了该技术。
其加工过程为向加工工件表面区域辐射出方向性好,亮度高,强度高,单色性强,相干性好的激光束,经光学系统聚焦后激光焦点功率密度104-107W/cm2,,通过激光与被焊物相互作用,在很短的时间内使被焊物形成高度集中的热源区,热能使被焊物区域熔化冷却结晶,形成坚固的焊点及焊缝。
针对不同激光器及其工作方式,可采用两种常见的焊接方式,其中一种为脉冲激光焊,主要用于单点固定连续和簿件材料的焊接,从而形成一系列圆形焊点;另一种是激光束自动跟踪系统,可实现对被焊工件的三维轨迹扫描,并将数据传给控制系统进行实时控制,从而得到所需要的焊接工艺参数。一种名为连续激光焊的技术被广泛应用于大厚件的焊接和切割,其独特之处在于能够在焊接过程中形成一条无缝连接的焊缝。
一,焊接加工的好处:
1、利用激光焊接技术,可实现接头强度高、深宽比大、焊接速度快等优点。
2、激光焊接无需在真空环境下进行,因此可以通过透镜和光纤实现远程控制和自动化生产,从而提高生产效率。
3、激光的高功率密度使其在难焊材料(如钛、石英等)的焊接中表现出卓越的效果,同时还能对各种性能材料进行有效的焊接。
4、微型焊接可以经过聚焦处理,激光束能够产生微小的光斑,并且能够精准地定位,因此适用于大规模自动化生产的微型和小型工件的组装焊接。
二、存在缺陷之处:
1、激光器及焊接系统各配件的价格较为昂贵,因此初期投资及维护成本比传统焊接工艺高,经济效益较差。
2、由于固体材料对激光的吸收率较低,特别是在出现等离子体后(等离子体对激光具有吸收作用),因此激光焊接的转化效率普遍较低(通常为5%~30%)。
3、由于激光焊接的聚焦光斑较小,对工件接头的装备精度要求较高,很小的装备偏差就会产生较大的加工误差。