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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。

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。

电阻焊

它用来焊接薄金属件,在两个电极间夹紧被焊工件通过大的电流熔化电极接触的表面,即通过工件电阻发热来实施焊接。工件易变形,电阻焊通过接头两边焊合,而激光焊只从单边进行,电阻焊所用电极需经常维护以清除氧化物和从工件粘连着的金属,激光焊接薄金属搭接接头时并不接触工件,再者光束还可进入常规焊难以焊及的区域,焊接速度快。

电子束焊

它靠一束加速高能密度电子流撞击工件,在工件表面很小密积内产生的热,形成"小孔"效应,从而实施深熔焊接。电子束焊的主要缺点是需要高真空环境以防止电子散射,设备复杂,焊件尺寸和形状受到真空室的限制,对焊件装配质量要求严格,非真空电子束焊也可实施,但由于电子散射而聚焦不好影响效果。电子束焊还有磁偏移和X射线问题,由于电子带电,会受磁场偏转影响,故要求电子束焊工件焊前去磁处理。X射线在高压下特别强,需对操作人员实施保护。激光焊则不需 真空室和对工件焊前进行去磁处理,它可在大气中进行,也没有防X射线问题,所以可在生产线内联机操作,也可焊接磁性材料。

一般在激光焊接加工过程中,激光焊接工装夹具主要用来固定焊接的工件,并使之可以重复定位,重复装卸,以利于激光的自动焊接,因此工装夹具是激光焊接生产中的设备之一,尤其是在批量的生产中。工装夹具是否设计到位,将直接影响到生产的效率和成品率.

激光焊接机组成1、激光焊接主机:激光焊接主机由电源、激光器、光路部分和控制系统等组成,提供焊接加工所需要的能量。2、冷却系统:冷却系统是用来散热降温的装置,主要是为了激光焊接机尤其是功率较大的机器长时间在高温环境下工作的稳定性以及使用寿命。3、工装夹具:工装夹具一般是在焊接操作过程中用来固定焊接的工具,尤其是在批量生产中是的设备之一,将直接影响生产效率。4、工作台:工作台指的是激光焊接主动作业台,是为了让激光光束能够按照特定的要求和焊接操作轨迹进行移动,实现自动焊接功能。5、观察系统:激光焊接机一般会配置观察系统,可以对正在进行中的焊接操作进行实时观察,利于定位与检验焊接效果。
手持激光焊接机可用于钣金、底盘、水箱及配电箱、厨柜、不锈钢门窗护栏、五金制品、广告招牌、工艺品、电池组件、钢制家具、货架等领域。在材料方面,激光焊接机可用于焊接相同材料的各种金属板,如铝板、铁板、不锈钢板和铜板。以及铝铜、不锈钢铜等多种材料混合焊接。它涵盖的领域远远超过传统的焊接方法。
激光器是激光焊接设备中的重要部分,主要提供加工所需的光能。对激光器的要求稳定、可靠,能长期正常运行。对焊接而言,要求激光器横模为低阶模或基模,输出功率(连续激光器)或输出能量(脉冲激光器)能根据加工要求进行精密调节。

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