激光焊接是將高強(qiáng)度的激光束輻射至金屬外表,經(jīng)過激光與金屬的彼此效果,金屬吸收激光轉(zhuǎn)化為熱能使金屬熔化后冷卻結(jié)晶構(gòu)成焊接。激光焊接機(jī)原理有兩種:
第1種,熱傳導(dǎo)焊接
當(dāng)激光照耀在資料外表時(shí),一部分激光被反射,一部分被資料吸收,將光能轉(zhuǎn)化為熱能而加熱熔化,資料外表層的熱以熱傳導(dǎo)的方法持續(xù)向資料深處傳遞,最終將兩焊件熔接在一起。
第二種,激光深熔焊
當(dāng)功率密度比照大的激光束照耀到資料外表時(shí),資料吸收光能轉(zhuǎn)化為熱能,資料被加熱熔化至汽化,發(fā)生大量的金屬蒸汽,在蒸汽退出外表時(shí)發(fā)生的反效果力下,使熔化的金屬液體向附近排擠,構(gòu)成凹坑,跟著激光的持續(xù)照耀,凹坑穿人更深,當(dāng)激光中止照耀后,凹坑周邊的熔液回流,冷卻凝結(jié)后將兩焊件焊接在—起。
這兩種焊接機(jī)理依據(jù)實(shí)踐的資料性質(zhì)和焊接需要來挑選,經(jīng)過調(diào)節(jié)激光的各焊接技術(shù)參數(shù)得到不一樣的焊接機(jī)理。這兩種方法的差異在于:前者熔池外表堅(jiān)持關(guān)閉,而后者熔池則被激光束穿透成孔。傳導(dǎo)焊對(duì)體系的擾動(dòng)較小,因?yàn)榧す馐妮椛錄]有穿透被焊資料,所以,在傳導(dǎo)焊過程中焊縫不易被氣體侵入;而深熔焊時(shí),小孔的不斷關(guān)閉能致使氣孔。傳導(dǎo)焊和深熔焊方法也能夠在同一焊接過程中彼此轉(zhuǎn)換,由傳導(dǎo)方法向小孔方法的改變?nèi)Q于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脈沖持續(xù)時(shí)間。激光脈沖能量密度的時(shí)間依賴功能夠使激光焊接在激光與資料彼此效果時(shí)期由一種焊接方法向另一種方法改變,即在彼此效果過程中焊縫能夠先在傳導(dǎo)方法下構(gòu)成,然后再改變?yōu)樾】追椒ā?
1、激光焊接的焊縫形狀
關(guān)于大功率深熔焊因?yàn)樵诤缚p熔池處的熔化金屬,因?yàn)橘Y料的瞬時(shí)汽化而構(gòu)成深穿型的圓孔空腔,跟著激光束與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使小孔周邊金屬不斷熔化、活動(dòng)、關(guān)閉、凝結(jié)而構(gòu)成接連焊縫,其焊縫形狀深而窄,即具有較大的熔深熔寬比,在高功率器材焊接時(shí),深寬比可達(dá)5:l,最高可達(dá)10:1。四種焊法在316不銹鋼及DUCOLW30鋼上的焊縫截面形狀的比照,比照的定論有以下幾點(diǎn):1)激光焊和電子束焊比TIG和等離子焊的首要長處類似:焊縫窄、穿透深、焊縫兩頭平行、熱影響區(qū)小;2)TIG和等離子焊出資少,廣泛應(yīng)用了許多年,經(jīng)歷比照多;3)激光焊和電子束焊在高生產(chǎn)率方面優(yōu)勢(shì)大得多。但電子束焊須在真空室或局部真空中進(jìn)行。也可在空氣中,但熔透才能比激光焊差;4)激光焊和電子束焊,焊縫窄且熱影響區(qū)小,因此變形最小。
2、激光焊接焊縫的安排功能
選用大功率激光光束焊接時(shí),因其能量密度極高,被焊工件飽嘗疾速加熱和冷卻的熱循環(huán)效果,使得焊縫和熱影響區(qū)域極窄,其硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于母材。因此,該區(qū)域的塑性相對(duì)較低。為了下降接頭區(qū)域的硬度,應(yīng)采納焊接前預(yù)熱和焊后回火等相應(yīng)的技術(shù)辦法。激光回火是一種在激光焊后隨即選用非聚焦的低能量密度光束對(duì)焊道進(jìn)行多道掃描然后下降焊縫硬度的新技術(shù)。激光焊接金屬及熱影響區(qū)的安排和硬度是由化學(xué)成分和冷卻速度決議的。在激光焊接中,現(xiàn)行焊接技術(shù)通常不需要填充金屬。在這種情況下,焊縫的安排和硬度首要由鋼板的化學(xué)成分和激光照耀條件來決議。選用填充焊絲的激光焊接因?yàn)槟軌蛱暨x任意合金成分的焊絲作為較好的焊縫過渡合金,因此能夠確保兩側(cè)母材的聯(lián)結(jié)具有較好功能。能夠?qū)Ω呷埸c(diǎn)、高熱導(dǎo)率、物理性質(zhì)差異較大的異種或同種金屬資料進(jìn)行焊接。能夠得到無污染、雜質(zhì)少的焊縫。激光焊接加熱速度快,焊接熔池迅速冷卻,與一般的慣例焊接在金相安排上有著很大的差異。