激光焊接原理:
激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现,激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。
1、功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊接,此时熔深浅、焊接速度慢;其激光焊接原理为:激光辐射加热待加工表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、功率和频率等参数使工件熔化形成特定的熔池。
2、激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接,其冶金物理过程与电子束焊接较为相似,能量转换机制是通过小孔完成。在高功率密度激光的照射下,材料蒸发形成小孔,这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体,几乎吸收全部的入射光能量,热量从这个高温孔腔外壁传递出来,使包围着这个孔腔四周的金属熔化。在光束照射下的壁体材料连续蒸发产生高温蒸汽,孔壁外液体流动形成的壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持动态平衡。光束不断进入小孔,小孔始终处于流动的稳定状态,围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进而向前移动,熔融金属填充小孔移开后留下的空隙并随之冷凝,焊缝于是形成。
脉冲焊接机采用定制的钼合金和钛合金刀头,硬度高,耐腐蚀性强,稳定性和耐用性好。使用另一个工位旋转平台,机器可以在工作的同时进行产品对准,从而将效率提高四倍,并且只需要一次操作。脉冲焊接机采用先进的分段温度控制系统,可灵活设定各分段的加热状态。温度、时间等参数可以高精度控制。脉冲焊接机升温*稳定,局部瞬时加热方式能很好地抑制对周围部件的热影响。在加压过程中,通电加热和断电冷却同时进行,从而防止接头浮动和虚焊。它适用于热压焊接、焊料焊接和柔性材料和电线的树脂粘接。
脉冲焊接机可以设定每个阶段的温度。热电偶的闭环在线反馈控制提高了温度精度。温度控制精度约为3%,焊接压力、焊接时间和焊接温度可精确调节。一次完成多个焊点,效率高,一致性好,焊接强度高,焊点美观,操作简单。脉冲焊接机采用高精度模具和高精度脉冲加热系统,确保压头温度稳定一致。同时,脉冲焊接机具有精密热压头结构、温度保护、气压保护和四工位旋转工作台,自动送料,有效提高了生产精度和效率。
脉冲焊接机由工控机控制,工件可沿平面轨迹移动,可形成任意由焊点、直线、圆、正方形或直线和圆弧组成的平面图形。脉冲焊接机设计小巧,可根据现场空间和不同加工生产线灵活调整组合。脉冲焊接机故障率较低,运行中无耗材,功耗低,维护简单,综合运行成本低。
脉冲焊接的优点
在介绍优点之前,先说一下其他类型方案的缺点。
在埋弧焊期间,一层焊剂覆盖电弧和焊接接头,焊剂覆盖仅在平面或水平接头上可,但是价格昂贵和需要大型设备,覆盖弧减少了电弧闪光的可能性,也限制了操作员对成品的把控,这种类型的焊接在有限的空间内,由于设备的尺寸可能无法进入焊接接头。芯线是高沉积焊接的另一种选择,但比实心线更昂贵,许多制造商使用药芯焊丝或金属芯焊丝,使用药芯焊丝的一个问题是产生的烟雾量,锰、氧化铁和铬等焊接烟雾可能会造成严重的健康问题。
脉冲焊接是喷弧工艺的改进,改变电源的电输,以较高的峰值电流形成,将熔融金属推入焊接熔池,可减少热量输入和飞溅情况,不会牺牲穿透力。脉冲已成为许多焊接中低热输入,低飞溅焊接的标准,新的自适应电源可比埋弧焊机器*,可将脉冲能力集成到副电弧系统,同时保持很高的效率。
脉冲焊接是一种精密工艺,没有杂乱的助焊剂渣,产生很少的飞溅和低烟雾。由于电弧电流是脉冲的,总平均电流低于传统的喷射电弧,从而以较少的热量输入,脉冲具有出色的穿透性,在进行重沉积铝焊接时,使用脉冲焊接,减少了必要的焊接道次数,焊接速度提高了20%。
YAG脉冲激光焊接机是用高能脉冲激光对工件实施焊接,它以脉冲氙灯作为泵浦源,以ND:YAG作为产生激光工作物质。激光电源首先将脉冲氙灯预燃,通过激光电源对脉冲氙灯放电,使氙灯产生一定频率和脉宽的光波,光波经聚光腔照射激光晶体,从而激发晶体产生激光,再经过谐振腔后产生波长为1064nm的脉冲激光,激光经过光纤传输、聚焦后辐射至工件表面,使工件局部熔化实现焊接。