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激光焊接的應用

激光焊接技術采用偏光鏡反射激光產生的光束使其集中在聚焦裝置中產生巨大能量的光束,如果焦點靠近工件,工仵就會在幾毫秒內熔化和蒸發,這一效應可用于焊接工藝。激光焊接設備的關鍵是大功率激光器,主要有兩大類,一類是固體激光器,又稱Nd:YAG激光器。Nd(釹)是一種稀土族元素,YAG代表釔鋁柘榴石,晶體結構與紅寶石相似。Nd:YAG激光器波長為1.06μm,主要優點是產生的光束可以通過光纖傳送,因此可以省去復雜的光束傳送系統,適用于柔性制造系統或遠程加工,通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車工業常用輸出功率為3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一類是氣體激光器,又稱CO2激光器,分子氣體作工作介質,產生平均為10.6μm的紅外激光,可以連續工作并輸出很高的功率,標準激光功率在2-5千瓦之間。    

    激光焊接的特點是被焊接工件變形極小,幾乎沒有連接間隙,焊接深度/寬度比高,因此焊接質量比傳統焊接方法高。但是,如向保證激光焊接的質量,也就是激光焊接過程監測與質量控制是一個激光利用領域的重要內容,包括利用電感、電容、聲波、光電等各種傳感器,通過電子計算機處理,針對不同焊接對象和要求,實現諸如焊縫跟蹤、缺陷檢測、焊縫質量監測等項目,通過反饋控制調節焊接工藝參數,從而實現自動化激光焊接。    

    在激光焊接中,光束焦點位置是最關鍵的控制工藝參數之一,在一定激光功率和焊接速度下,只有焦點處于最佳位置范圍內才能獲得最大熔深和好的焊縫形狀。在實際激光焊接中,為了避免和減少影響焦點位置穩定性的因素,需要專門的夾緊和設備技術,這種設備的精確程度與激光焊接的質量高低是相輔相成的。   


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