激光焊接是一種利用激光的輻射能量實現有效焊接的工藝。其工作原理是:激光激活介質(如CO2和其他氣體的混合氣體、YAG釔鋁石榴石晶體等。)以特定的方式被激發,使其在諧振腔中來回振蕩,從而形成受激輻射束。當光束接觸工件時,其能量被工件吸收,溫度達到材料的熔點即可進行焊接。
激光焊接可分為熱傳導焊接和深穿透焊接。前者的熱量通過傳熱擴散到工件內部,只在焊縫表面熔化。工件內部沒有完全穿透,基本不產生汽化。前者多用于焊接低速薄壁材料。后者不僅完全穿透材料,而且蒸發材料,形成大量等離子體。由于熱量高,熔池前端會出現小孔現象。深焊是一種應用廣泛的激光焊接方式,能徹底焊接工件,輸入能量高,焊接速度快。
激光焊接的優勢
①激光焊接可以獲得高質量的接頭強度和大縱橫比,焊接速度較快。
②由于激光焊接不需要真空環境,通過透鏡和光纖可以實現遠程控制和自動化生產。
③激光功率密度高,對鈦、應時等難焊材料焊接效果好,可焊接不同性能的材料。
④可以進行微焊接。激光束聚焦后可以獲得非常小的光斑,激光束可以精確定位,因此可以應用于大批量自動化生產中的微小工件的組裝焊接。
激光焊接的缺點
①激光和焊接系統零部件價格昂貴,因此初期投資和維護費用高于傳統焊接工藝,經濟效益差。
②由于固體材料對激光的吸收率較低,尤其是等離子體出現后(等離子體可以吸收激光),激光焊接的轉換效率一般較低(一般為5% ~ 30%)。
③由于激光焊接的焦斑較小,對工件接頭的設備精度要求較高,較小的設備偏差就會導致較大的加工誤差。
激光焊接對人有害嗎?
焊機發出的激光的不可見性和能量太高。非專業人員不要接觸激光源,否則會有危險。另外,激光也屬于電磁波,但是焊機使用的激光波長很大,所以不存在紫外線等短波長光波的輻射危害。
焊接過程中會產生很多氣體,但大部分是惰性氣體,沒有毒性,但也要看對焊接材料的不同處理。最好采取防護措施,減少氣體吸入。
焊機發出的激光幾乎沒有輻射危害,但在焊接過程中會有電離輻射和受激輻射。焊接過程中最好遠離焊接部位。這種感應輻射是短波,對眼睛和身體影響很大。最好遠離焊點。近距離作業時盡量采取穿戴呼吸防護裝備、防輻射服、眼罩等防護措施。
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