激光焊接讲解.pptx

2024/8/9 周五1激光焊接技术报告激光焊接简介激光焊接的应用激光焊接的新技术2024/8/92024/8/9周五周五2 2激光焊接简介激光焊接是近年来增长最快.也是发展最被看好的一项激光加工技术。激光焊接原理:激光焊接是将高强度的激光束辐射致金属表面,通过激光与金属的相互作用,金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。3激光焊接的特点 激光焊接的主要特点 热量输入很小、焊缝深宽比大，热影响区小导致工件收缩和变形很小，无需焊后矫形。焊缝强度高焊接速度快焊缝窄且通常表面状态好，免去焊后清理等工作。焊接一致性、稳定性好一般不加填充金属和焊剂，并能实现部分异种材料焊接。光束易于控制，焊接定位精确易于实现自动化。与其他焊接工艺方法比较激光焊接的前期投资较大。被焊工件装配精度高，相对而言对光束操控的精确性也有较高的要求。2024/8/92024/8/9周五周五4 4激光焊接的优点 加热范围小，焊缝和热影响区窄，接头性能优良；残余应力和焊接变形小，可以实现高精度焊接；可对高熔点、高热导率，热敏感材料及非金属进行焊接；焊接速度快，生产率高；具有高度柔性，易于实现自动化。2024/8/9周五5激光焊接缺陷激光焊接的常见缺陷有气孔、裂纹、氧化、咬边、焊缝表面凹凸不平、焊深不足或焊缝深浅不一致等。其中，前两种是焊缝的主要内部缺陷，后几种多数是与焊缝成形性有关的缺陷。气孔、裂纹对焊缝性能影响极大。2024/8/9 2024/8/9 周五周五6 6激光焊接的设备激光焊接的设备激光器激光器主要有主要有CO2CO2气体激光器和气体激光器和YAGYAG固体激光器两种固体激光器两种 导光系统导光系统导光聚焦系统由圆偏振镜、扩束镜、反射镜或光纤、聚焦镜等组导光聚焦系统由圆偏振镜、扩束镜、反射镜或光纤、聚焦镜等组成，实现改变光束偏振状态、方向，传输光束和聚焦的功能。成，实现改变光束偏振状态、方向，传输光束和聚焦的功能。焊接机焊接机实现光束与工件之间的相对运动，完成激光焊接，分焊接专机和实现光束与工件之间的相对运动，完成激光焊接，分焊接专机和通用焊接机两种。通用焊接机两种。控制系统控制系统7高功率激光器 该激光器功率高，光路、气路、水路全部由计算机控制，可在10000W的功率下连续工作24小时以上。2024/8/9 周五8激光焊接的工艺特点热传导焊接当激光照射到材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加以熔化，材料表面的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。激光深熔焊工件吸收激光后迅速熔化乃至气化，熔化的金属在蒸汽压力作用下形成小孔激光束可直照孔底，使小孔不断延伸，直至小孔内的蒸气压力与液体金属的表面张力和重力平衡为止。小孔随着激光束沿焊接方向移动时，小孔前方熔化的金属绕过小孔流向后方，凝固后形成焊缝 2024/8/9 周五9激光深熔焊激光深熔焊熔深大，深宽比也大。在机械制造领域，除了那些微薄零件之外，一般应选用深熔焊。2024/8/9 周五10激光焊接的焊接结构早期焊接结构焊接结构也由对接接头(buttjoint)、搭接接头(overlapjoint)。扩展的焊接结构角接接头(filletjoint)、车身接头(coachjoint)、端接接头(standardedgejoint)。11几种常见的激光焊接接头结构2024/8/9 周五12激光焊接的技术特点质量优势 技术特质 实际应用 1激光焊接变形小 激光焊接能量密度高 汽车覆盖面板的拼焊 2焊缝深宽比大，晶粒细小 激光焊接需要的总能量少 焊接超高强度的舰艇钢 3激光焊接钢板深冲性能好 焊缝的深冲性能优于母材 汽车外壳，汽车底板 4激光焊接强度高 激光焊接不用填料 多联齿轮组的焊接 5焊接脆性材料 激光焊接强韧性好 高取向 硅钢板的对焊 6焊接异形工件 激光焊接适应性强 不等厚钢板的焊接 7焊缝精细美观 焊缝深宽比大，热影响区小 电子元件封焊 8激光焊接质量可靠 激光焊接速度快，效率高 不锈钢钢制管 2024/8/92024/8/9周五周五1313目前的激光加工方法及技术加工方法 激光打孔、激光切割、激光热处理、激光涂激光打孔、激光切割、激光热处理、激光涂覆、激光重熔处理、激光合金化、激光上釉、激覆、激光重熔处理、激光合金化、激光上釉、激光打标光打标 。加工技术 激光成型、激光模型制造、激光晰磨、激光激光成型、激光模型制造、激光晰磨、激光配平配平,激光微加工以及激光焊接激光微加工以及激光焊接 。14激光焊接的工业应用实例不锈钢毛细管.激光焊接微型声纳传感器.激光焊接 15激光焊接的工业应用实例微型喷嘴激光焊接 钛管激光焊接 16激光焊接的工业应用实例汽车不等厚板激光焊接 钢板制管激光焊接 2024/8/9 周五17激光焊接的焊缝特点 对于大功率深熔焊由于在焊缝熔池处熔化对于大功率深熔焊由于在焊缝熔池处熔化金属金属,由于材料的瞬时气化而形成深穿型的圆孔空由于材料的瞬时气化而形成深穿型的圆孔空腔腔,随着激光束与工件的相对运动随着激光束与工件的相对运动使小孔周边金属使小孔周边金属不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝,其其焊缝形状深而窄焊缝形状深而窄,即具有较大的熔深熔宽比即具有较大的熔深熔宽比,在高功在高功率器件焊接时深宽比可达率器件焊接时深宽比可达5:1,5:1,最高可达最高可达10:110:1。2024/8/9周五18激光焊接的应用领域v制造业应用v粉末冶金领域v汽车工业 v电子工业v生物医学v其它领域2024/8/9周五19激光焊接在汽车工业中的应用汽车零部件的激光焊接汽车零部件的激光焊接到目前为止，国外激光焊接已经在汽车零部件生产中得到非常广泛的应用，包括尾气排放系统、变速器双联齿轮、减震器轴储油缸筒、滤清器和车六铰链等。激光拼焊技术激光拼焊技术为降低车身质量，在进行车身的设计制造时，往往根据车身不同部位的性能要求，选择钢材等级和厚度不同的钢板冲压成各个不同板件，然后通过激光裁剪和拼焊的办法完成车身某个部位的制造。2024/8/9 周五20激光焊接在汽车工业中的应用汽车车身框架激光焊接技术 传统上汽车车身框架的焊接是采用点焊的方法来完成的，但是点焊需要占据两对接部件的搭接量大，相应的需钢量也多，且由于点焊的不连续性，焊后的车身框架刚度较差。现在大多汽车生产企业都采用了激光焊接代替点焊用于车身框架的焊接。2024/8/9周五21改善和发展激光焊接的新技术.填充焊丝激光焊激光焊接一般不填充焊丝，但对焊件装配间隙要求很高，实际生产中有时很难保证，限制了其应用范围。采用填丝激光焊，可大大降低对装配间隙的要求。.光束旋转激光焊使激光束旋转进行焊接的方法，也可大大降低焊件装配以及光束对中的要求。22改善和发展激光焊接的新技术3激光焊接质量在线检测与控制利用等离子体的光、声、电荷信号对激光焊接过程进行检测，近年来已成为国内外研究的热点，少数研究成果已达到了闭环控制的程度。图1是激光焊接质量检测和控制系统的实例。232024/8/9周五激光与电弧复合焊接法激光-TIG复合焊显著增加焊速r其焊速约为TIG焊的2倍。激光一MIG复合焊由于填充焊丝和电弧加热范围较宽，显著增加了对间隙的桥接性。综合了两种焊接的特点，激光与电弧复合焊获得的焊缝顶部宽、深度大且激光产生的等离子体减小了电弧引燃和维持的阻力，使电弧更稳定。复合焊增强了焊接适应性，且增加焊接效率。激光电弧复合焊对焊接效率的提高十分显著主要基于两种效应，一是较高的能量密度导致较高的焊接速度;二是两热源相互作用的叠加效应。24激光-TIG复合焊 2024/8/92024/8/9周五周五2525激光焊接设备的发展现状泵浦固体激光 焊缝宽度极小，可使激光束作横向运动扩大了熔化宽度。焊缝宽度极小，可使激光束作横向运动扩大了熔化宽度。半导体激光设备 体积小、质量轻体积小、质量轻,可直接搭载于机器人上进行焊接等加工，另外也可直接搭载于机器人上进行焊接等加工，另外也可用光纤传输半导体激光进行焊接。可用光纤传输半导体激光进行焊接。激光远程焊接设备 目前，已有固定龙门式加工机目前，已有固定龙门式加工机+CO2+CO2激光器、机器人激光器、机器人+光纤激光光纤激光器或盘式器或盘式YAGYAG激光器等汽车车身件制造用激光远程焊接设备。激光器等汽车车身件制造用激光远程焊接设备。