激光焊
編輯激光焊 (LBW) 是一種焊接技術,用于通過使用激光連接金屬或熱塑性塑料件。 光束提供集中的熱源,可實現窄而深的焊縫和高焊接率。 該過程經常用于需要自動化的大批量和高精度應用,例如汽車和航空工業。 它基于鎖孔或穿透模式焊接。
操作
編輯與電子束焊接 (EBW) 一樣,激光束焊接具有高功率密度(大約 1 MW/cm2),因此熱影響區小,加熱和冷卻速率高。 激光的光斑尺寸可以在 0.2 毫米和 13 毫米之間變化,但只有較小的尺寸用于焊接。 穿透深度與供電量成正比,但也取決于焦點的位置:當焦點略低于工件表面時,穿透深度xxx
根據應用,可以使用連續或脈沖激光束。 毫秒長的脈沖用于焊接刀片等薄材料,而連續激光系統用于深焊縫。
LBW 是一種多功能工藝,能夠焊接碳鋼、HSLA 鋼、不銹鋼、鋁和鈦。 由于高冷卻速率,焊接高碳鋼時會出現開裂問題。 焊接質量高,類似于電子束焊接。 焊接速度與供電量成正比,但也取決于工件的類型和厚度。 氣體激光器的高功率能力使其特別適合大批量應用。 LBW 在汽車行業尤其占主導地位。
與 EBW 相比,LBW 的一些優點是:
LBW 的衍生產品,激光混合焊接,將 LBW 的激光與氣體保護金屬極電弧焊等電弧焊方法相結合。 這種組合允許更大的定位靈活性,因為 GMAW 供應熔融金屬來填充接頭,并且由于使用激光,焊接速度比 GMAW 通常可能的焊接速度更快。 焊接質量也往往更高,因為底切的可能性降低了。
設備
編輯自動化和 CAM
雖然激光束焊接可以手工完成,但大多數系統都是自動化的,并使用基于計算機輔助設計的計算機輔助制造系統。 激光焊接也可以與銑削相結合以形成成品零件。
2016 年,歷史上致力于熔絲制造的 RepRap 項目擴展到開源激光焊接系統的開發。 此類系統已得到充分表征,可用于廣泛的應用,同時降低傳統制造成本。
激光
- 常用的兩種激光器是固態激光器(尤其是紅寶石激光器和 Nd:YAG 激光器)和氣體激光器。
- xxx種類型使用幾種固體介質中的一種,包括合成紅寶石(氧化鋁中的鉻)、玻璃中的釹(Nd:glass),以及最常見的類型,釔鋁石榴石中的釹(Nd:YAG)。< /li>
- 氣體激光器使用氦氣、氮氣和二氧化碳等氣體的混合物(CO2 激光器)作為介質。
- 但是,無論何種類型,當介質被激發時,它都會發射光子并形成激光束。
固態
固態激光器的工作波長約為 1 微米,比用于焊接的氣體激光器短得多,因此要求操作員佩戴特殊眼鏡或使用特殊屏幕以防止視網膜損傷。 Nd:YAG 激光器可以在脈沖和連續模式下工作,但其他類型僅限于脈沖模式。
最初且仍然流行的固態設計是一個單晶,形狀像一根直徑約 20 毫米、長 200 毫米的棒,兩端磨平。 這根棒被裝有氙氣或氪氣的閃光管包圍。 閃光時,激光會發出持續約兩毫秒的光脈沖。 圓盤形晶體在行業中越來越受歡迎,閃光燈因其高效率而讓位給二極管。 紅寶石激光器的典型功率輸出為 10–20 W,而 Nd:YAG 激光器的輸出功率在 0.04–6,000 W 之間。為了將激光束傳送到焊接區域,通常使用光纖。
煤氣
氣體激光器使用高壓、低電流電源來提供激發用作激光介質的氣體混合物所需的能量。
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