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深圳市正亚激光设备有限公司

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公司动态
影响激光焊接质量分析
发布时间:2014-05-15        浏览次数:109        返回列表

 以板材对接单面焊双面成形技能为例,影响激光焊接质量的首要要素分焊接设备,工件状况和技能参数三方面。 

 1 焊接设备  对激光器的质量需求首要的是光束方式和输出功率及其安稳性。光束方式是光束质量的首要目标,光束方式阶数越低,光束聚集功能越好,光斑越小,一样激光功率下功率密度越高,焊缝深宽越大。一般需求基模(TEM00)或低阶模,不然难以满意高质量激光焊接的需求。尽管当前国产激光器在光束质量和功率输出安稳性方面用于激光焊接还有必定艰难。但从国外状况来看,激光器的光束质量和输出功率安稳性已适当高,不会变成激光焊接的疑问。  光学体系中影响焊接质量的要素是聚集镜,所用焦距一般在127mm(5in)到200mm(7.9in)之间,焦距小对减小聚集光束腰斑直径有优点,但过小简单在焊接进程中受污染和飞溅损害。 

 2.工件状况  激光焊接需求对工件的边际进行加工,安装有很高的精度,光斑与焊缝严厉对中,并且工件原始安装精度和光斑对中状况在焊接进程中不能因焊接热变形而改变。这是因为激光光斑小,焊缝窄,一般不加填充金属,如安装不严空隙过大,光束能穿过空隙不能熔化母材,或许导致显着的咬边、洼陷,如光斑对缝的误差稍大就有能够构成未熔合或未焊透。所以,一般板材对接安装空隙和光斑对缝误差均不该大于0.1mm,错边不该大于0.2mm。当焊缝较长时,焊前的预备难度很大,一般剪床F料一般不能满意需求.有必要通过机械加工或用高精度剪床剪切,还有必要依据详细工件状况规划适宜的精细胎夹具。实践生产中,有时因不能满意这些需求,而无法选用激光焊接技能。 

 3.焊接参数  

(1)对激光焊接方式和焊缝成形安稳件的影响焊接参数中首要的是激光光斑的功率 密度,它对焊接方式和焊缝成形安稳性影响如下:随激光光斑功率密度由小变大依次为安稳 热导焊、方式不安稳焊和安稳深熔焊1][2],其发生条件和焊缝成形特征如表2所示。

表2   三种激光焊接进程的基本特征焊接进程 安稳热导焊(HCW) 方式不安稳焊(UMW) 安稳深熔焊(DPW)发生条件 低功率密度 功率密度介于HCW和DPW之间 高功率密度焊接方式 热导焊 热导焊和深熔焊随机呈现 深熔焊小孔特色 不构成小孔 小孔连续性地发生和不见 小孔安稳存在等离子体特色 不发生等离子体 等离子体连续性地发生和不见 安稳的等离子体焊缝成形特征 熔深和熔宽均很小的近半圆形焊缝 焊缝成形极不狗宝,熔深和熔宽在巨细两给跳变 熔深较大的指状焊缝

  激光光斑的功率密度,在光束方式和聚集镜焦距必定的状况下,首要由激光功率和光束 焦点方位决议。激光功率密度与激光功率成正比。而焦点方位的影响则存在一个值;当光束焦点处于工件外表下某一方位(1~2mm规模内,依板厚和参数而异)时,即可取得抱负的焊缝。违背这个焦点方位,工件外表光斑即变大,导致功率密度变小,到必定规模,就会导致焊接进程方式的改变。  焊接速度对焊接进程方式和安稳件的影响不如激光功率和焦点方位那样明显,只要焊接速度太大时,因为热输入过小而山现无法保持安稳深熔焊进程的状况。  实践焊接时,应依据焊件对熔深的需求挑选安稳深熔焊或安稳热导焊,而要肯定避免方式不安稳焊。 

 (2)在深熔焊规模内,焊接参数对熔深的影响1][3]  在安稳深熔焊规模内,激光功率越高,熔深越大,约为0.7次方的联系;而焊接速变越高,熔深越浅。在必定激光功率和焊接速度条件下焦点处于方位时熔深,违背这个方位,熔深则降低,乃至变为方式不安稳焊接或安稳热导焊。 (3)保护气体的影响  保护气体一般选用氩气或氦气.它们发生等离子体的倾向明显 不一样:氦气因其电离电体高,导热快.在相同条件下,比氩气发生等离子体的倾向小,因此可取得更大的熔深。  在必定规模内,跟着保护气体流量的添加,按捺等离子休的倾向增大,因此熔深添加,但增至必定规模即趋于平稳。 

 (4)各参数的可监控性剖析在四种焊接参数中,焊接速度和保护气体流量归于简单监控和保持安稳的参数,而激光功率和焦点方位则是焊接进程中能够发生动摇而难于监控的参数。    尽管从激光器输出的激光功率安稳性很高且简单监控,但因为有导光和聚集体系的损耗,抵达工件的激光功率会发生改变,而这种损耗与光学工件的质量、使用时间及外表污染状况有关,故不易监测,变成焊接质量的不断定要素。    光束焦点方位是焊接参数中对焊接质量影响极大而又难监测和操控的一个要素。当前 在生产中需靠人工调理和重复技能实验的办法断定适宜的焦点方位,以取得抱负的熔深。但 在焊接进程中因为工件变形,热透镜效应或许空间曲线的多维焊接,焦点方位会发生改变而 能够超出答应的规模。 

 关于上述两种状况,一方面要选用高质量、高安稳性的光学元件,并常常保护,避免污 染,保持清洁;另一方面需求开展激光焊接进程实时监测与操控办法,以优化参数,监督到 达工件的激光功率和焦点方位的改变,完成闭环操控,进步激光焊接质量的牢靠件和安稳性。这是激光焊接技能开展方向之一。

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