找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

查看: 286|回复: 0

激光焊接的基本原理

[复制链接]
发表于 2010-9-12 15:40:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转磨削论坛

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?注册会员

×

  一、激光基本原理

) {8 R1 O9 \/ c$ \ & y$ @% B) }- M

  1、LASER是什么意思

- {; r* Z4 G6 B* b5 E , u/ B$ J% W) Q; k2 i+ s2 Q* ]" U

  LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation(通过诱导放出实现光能增幅)的英语开头字母

; C: L3 X0 J* ^) o/ ~7 k + ?3 J" O3 ?5 q$ N

  2、激光产生的原理

) Z9 O# f) G, m K3 D$ { 1 W% h* u% D3 H# l

  激光——“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。

' Q! d" Y. x9 J: ] 3 Y+ H3 z& K7 S x/ N& G, u

  为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向性。含有钕(ND)的YAG结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为1.064um的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。YAG晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。

6 J- ^- \9 a- i( C & ^# f9 J3 i1 h: f; |2 n" M4 q* @

  3、激光的主要特长

; Z ~0 l; d& t- J9 c+ B+ W; X @) e2 f+ [: ]8 I# W

  a、单色性——激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光(波长、频率)

5 F* Y1 R" a" z1 s2 u 8 n* i% k6 M4 h0 g" y: r

  b、方向性——激光传播时基本不向外扩散。

4 B% O* |$ D. N: c6 M3 Z$ V! E0 g! v2 s: J : g" R6 O! Y: B/ P) E

  c、相干性——激光的位相(波峰和波谷)很有规律,相干性好。

! {. \ ]+ f) A! ? 5 e0 A% N! H$ J! ~

  d、高输出功率——用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。

+ z4 z& U m3 A, @: D0 \' z9 R- t: c" g7 U0 j$ S$ X; `9 w+ {

  二、YAG激光焊接

( C+ z' G0 F9 R, \ 1 c% H/ l. b8 T- K9 U$ h, T

  激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。

. M* t! H/ R' \# c. {4 G! Z7 q0 [ L7 d6 ?' U$ z

  常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。

1 k, {9 h0 L/ ~, t4 P 7 r# Z7 r8 K( \& r: V8 {1 O

  l、激光焊接加工方法的特征

& {/ |+ v1 J7 e+ R - i) C2 Y9 i- X

  A、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。

I+ Y0 k# @$ ?/ r+ i( _* X" _ % C% w' H6 S. N3 c

  B、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。

/ @" @2 |! p& ]* R- T1 c+ G5 s5 O p7 i+ `# l3 j9 P; {

  C、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、特种材料。

% g! x% k# W- c+ E8 K: k) s: O. X 5 s: G& p9 f7 H( R; A) K/ _2 ?

  D、不需要填充金属、不需要真空环境(可在空气中直接进行)、不会像电子束那样在空气中产生X射线的危险。

- F" S# b( a8 z- q# _1 ?' L, x$ ]/ V: w- c; X# h' W

  E、与接触焊工艺相比.无电极、工具等的磨损消耗。

/ }# q3 K d9 x b5 u0 u `, ?& ?9 G$ s# j) f. F

  F、无加工噪音,对环境无污染。

- k, O5 p' f3 a1 m4 [ : I# r0 Y( @, P+ |3 ?3 A: p

  G、微小工件也可加工。此外,还可通过透明材料的壁进行焊接。

% z! @0 g- w6 u3 g, \/ H, X7 c9 u & n2 y, s5 t2 t/ ?( V

  H、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。

8 ^" i' O- @* d1 U3 V) S- d 9 T; K ^9 Q3 y) |

  I、很容易改变激光输出焦距及焊点位置。

$ q# Q7 [7 E* r, Y: A, m; Y& x$ K# n

  J、很容易搭载到自动机、机器人装置上。

1 j: ?4 |$ d6 s# R + q: U- f' L, _0 Y

  K、对带绝缘层的导体可直接进行焊接,对性能相差较大的异种金属也可焊接。

" N) g3 r3 C. @( M3 `1 n " H4 G' F' N' {8 J$ \ V. S

  2、脉冲激光焊接的机理

( ~0 B R1 l/ P Q; J 4 r6 |# q, E$ F9 E# {

  脉冲激光焊接可分为传热溶化焊接和深穿入熔化焊接

2 e6 P$ R% [7 H2 s7 c ! {: S4 N- L2 v: C

  传热溶化焊接是指当激光束照射到材料的表面上时,材料吸收光能而加热熔化。材料表面层的热以传导方式继续向材料深处传递,直至将两个待焊件的接触面互溶并焊接在一起。

. r* Z9 D5 j+ {' X7 Y- x& z# F/ }* d z% a

  深穿入熔化焊接是指当更大功率密度的激光束照射到材料上时,材料被加工熔化以至气化,产生较大的蒸汽压,在蒸汽的压力的作用下,溶化金属被挤在周围使照射处(熔池)呈现出一个凹坑,随着激光束的继续照射,凹坑越来越深,并穿入到另一个工件中。激光停止照射后,被排挤在凹坑周围的溶化金属重新流回到凹坑里,凝固后将工件焊接在一起。

M" ^2 c" J3 [' \; A X+ E% |3 N . Z7 j& b7 W [

  这两种激光焊接机理,与功率密度、照射时间、材料性质、焊接方式等因素有关。当功率密度较低、照射时间较长而焊件较薄时,通常以传热溶化机理为主进行。反之,则是以深穿入熔化机理为主进行。【MechNet】 + V7 W: n7 g2 D5 V1 `: W

; m5 t _9 ~7 M& n( r2 ]; m" R! z& G/ G P9 y, N1 U0 Q& G
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

中国磨床技术论坛
论 坛 声 明 郑重声明:本论坛属技术交流,非盈利性论坛。本论坛言论纯属发表者个人意见,与“中国磨削技术论坛”立场无关。 涉及政治言论一律删除,请所有会员注意.论坛资源由会员从网上收集整理所得,版权属于原作者. 论坛所有资源是进行学习和科研测试之用,请在下载后24小时删除, 本站出于学习和科研的目的进行交流和讨论,如有侵犯原作者的版权, 请来信告知,我们将立即做出整改,并给予相应的答复,谢谢合作!

中国磨削网

QQ|Archiver|手机版|小黑屋|磨削技术网 ( 苏ICP备12056899号-1 )

GMT+8, 2025-1-18 21:32 , Processed in 0.142252 second(s), 23 queries .

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表