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作者: 發(fā)表時間:2018-11-27 10:55:52瀏覽量:1470【小中大】
激光焊接作為一種新的焊接方式,與傳統(tǒng)的電阻焊相比具有其特殊優(yōu)勢。由于采用激光作熱源,焊接速度快、精度高,熱輸入量小,工件變形小;激光的可達性較好,可以減少焊接時位置與結(jié)構(gòu)上的限制;激光焊接屬于無接觸焊接,焊點之間的距離、搭接量等參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍大;不需要大量的輔助設(shè)備,能夠較快的適應(yīng)產(chǎn)品變化,滿足市場需求。激光焊接所具有的高精度、高柔性的特點使其在實際生產(chǎn),特別是航空工業(yè)的應(yīng)用中能夠取代傳統(tǒng)的電阻焊接和鉚接等工藝。 目前激光焊接技術(shù)多應(yīng)用在大批量自動化生產(chǎn)的微小元件和精密構(gòu)件的組焊中,采用頻率、功率可調(diào)的脈沖激光器,所得焊點熱影響區(qū)小,焊點無污染,焊接質(zhì)量高。
激光焊點分析:
激光焊點表面存在金屬堆積,焊點中心則呈現(xiàn)不同程度的下塌,這主要是由于金屬來不及回填產(chǎn)生的。當激光功率達到一定值時,熔池中的液態(tài)金屬急劇蒸發(fā)形成匙孔,并產(chǎn)生一個反沖力,把液態(tài)金屬推向熔池的邊緣,堆積在焊點周圍。當激光停止作用時,金屬不再蒸發(fā),反沖力消失,堆積的金屬在重力的作用下重填匙孔,同時液態(tài)金屬冷卻凝固。如果金屬在沒有完全回填匙孔的情況下凝固,就會在焊點表面形成下塌。相對于連續(xù)焊來說,由于激光脈沖焊加熱時間短,金屬的冷卻凝固速度很快,所以下塌現(xiàn)象更明顯。另外,在焊接過程中還存在著金屬的損失,這種損失一方面是由于激光焊接時金屬急劇蒸發(fā),另一方面是金屬蒸發(fā)時產(chǎn)生的反沖壓力造成金屬的飛濺。 在未熔透情況下焊點表面均無下塌現(xiàn)象,且功率變化對熔深的影響較大。焊點完全熔透,此時表面出現(xiàn)明顯下塌,甚至在焊點的表面中心形成凹坑,激光功率越大,凹坑現(xiàn)象越明顯。未熔透情況下氣孔現(xiàn)象要比熔透情況下明顯。氣孔位置一般出現(xiàn)在熔合面附近,這可能是由于激光功率較小時熔池的攪動不夠劇烈,熔池中的氣泡無法很快的上浮,從而形成氣孔。
離焦量對焊點的影響
離焦量的變化直接改變了光斑直徑與能量密度的大小,離焦量向負方向和正方向增大時,都意味著光斑直徑的增大和能量密度的減小。在激光焊接過程中,光斑直徑與激光入射在試件上所形成的初始匙孔大小存在一定的對應(yīng)關(guān)系,而能量密度則決定了熔池的擴展速度。當離焦量絕對值較小時,激光光斑直徑小,激光功率密度大,焊點熔池擴展的速度較快,但初始匙孔的直徑小;相反情況下,離焦量較大,初始匙孔的直徑大,但是熔池擴展速度變慢,得到的焊點尺寸不一定很大,故在離焦量的變化過程當中光斑直徑和焊點表面功率密度的綜合作用決定了焊點尺寸的大小。
激光焊接具有的特性:
(1) 隨著激光功率的增加,焊點表面直徑出現(xiàn)上下波動,熔合面直徑和下表面直徑增長緩慢。焊點截面形態(tài)的變化不明顯。而隨著持續(xù)時間的增加,焊點尺寸增長很快,熔合面直徑的變化速率要大于上下表面直徑的變化速率。離焦量的變化對焊點尺寸的影響很大。它直接改變了光斑直徑和激光功率密度,這兩者的綜合作用決定焊點尺寸的大小;
(2) 在熔透情況下,激光焊接的焊點表面存在明顯的下塌。隨著激光功率和持續(xù)時間的增加,焊點表面的下塌深度增大,在持續(xù)時間或者間隙尺寸較大的情況下,下表面還會出現(xiàn)內(nèi)凹;
(3) 隨著間隙的增加,焊點整體變形,中心的下塌和內(nèi)凹都很明顯,且熔合面出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,強度下降很快。