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因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种:正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。按几何光学理论,当正负离焦平面与焊接平面距离相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。

随着科学技术的不断发展,许多工业技术上对材料特殊要求,应用冶铸方法制造的材料已不能满足需要。由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造优点,在某些领域如汽车、飞机、工具刃具制造业中正在取代传统的冶铸材料,随着粉末冶金材料的日益发展,它与其它零件的连接问题显得日益,使粉末冶金材料的应用受到限制。在八十年代初期,激光焊以其特的优点进入粉末冶金材料加工领域,为粉末冶金材料的应用开辟了新的前景,如采用粉末冶金材料连接中常用的钎焊的方法焊接金刚石,由于结合强度低,热影响区宽特别是不能适应高温及强度要求高而引起钎料熔化脱落,采用激光焊接可以提高焊接强度以及耐高温性能。

根据汽车工业批量大、自动化程度高的特点,激光焊接设备向大功率、多路式方向发展。在工艺方面美国Sandia国家实验室与PrattWitney联合进行在激光焊接过程中添加粉末金属和金属丝的研究,德国不莱梅应用光束技术研究所在使用激光焊接铝合金车身骨架方面进行了大量的研究,认为在焊缝中添加填充余属有助于消除热裂纹,提高焊接速度,解决公差问题,开发的生产线已在工厂投入生产。

20世纪80年代后期,千瓦级激光成功应用于工业生产,而今激光焊接生产线已大规模出现在汽车制造业,成为汽车制造业的成就之一。欧洲的汽车制造厂早在20世纪80年代就率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等钣金焊接,90年代美国竟相将激光焊接引入汽车制造,尽管起步较晚,但发展很快。

20世纪90年代,我国焊接界把实现焊接过程的机械化、自动化作为战略目标,已经在职各行业的科技发展中付诸实施,在发展焊接生产自动化,研究和开发焊接生产线及柔性制造技术,发展应用计算机辅助设计与制造;药芯焊丝由2%增长到20%;埋弧焊焊材也将在10%的水平上继续增长。其中药芯焊丝的增长幅度明显加大,在未来20年内会超过实芯焊丝,终将成为焊接中心的主导产品。

激光焊接是一种环保型的焊接方法,关键是厚壁原材料,零件的焊接,可完成焊接,对焊,叠焊,密封性焊等,深长宽比高,焊接厚度小,热危害区小形变小,焊接速度更快,焊接整平.美观大方,焊后无需打磨或只需简易打磨,焊接质量高,无出气孔,操作准确,聚焦光斑小,精度等级高,可与自动化设备对接。

完整的激光焊接设备主要由激光器、光学系统、激光加工机、辐射参数传感器、工艺介质输送系统、工艺参数传感器、控制系统、准直用He-Ne激光器等组成,由于应用场合不同,加工要求不同,激光焊接设备的八个部分却不一定一一具备,各个组成部分的功能差别也很大。
激光焊接机在使用过程中,有时也会因为操作或者参数设定上的原因,导致加工出现差错。当然,为了使激光焊接机更好地工作,减少故障次数,提高工作效率,那就要了解激光焊接机的工作原理才能避免同样的问题发生。
影响材料对激光束吸收率的因素包括两个方面:一是材料的电阻率。在测量材料抛光表面的吸收率后,发现材料的吸收率与电阻率的平方根成正比,电阻率随温度变化。并改变;其次,材料的表面状态(或光洁度)对光束吸收率有更重要的影响,对焊接效果有显着影响。非金属如陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等在常温下的吸收率很高,而金属材料在常温下的吸收率很差,直到材料熔化甚至放气为止。它的吸收只会急剧增加。使用表面涂层或在表面生成氧化膜的方法对于提高材料对光束的吸收非常有效。

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