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盘点影响激光深熔焊接效果的6大因素

盘点影响激光深熔焊接效果的6大因素

作者:
天弘激光
来源:
天弘激光
发布时间:
2020/11/25
【摘要】:
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法,激光深熔焊接作为激光焊接的两种基本模式之一(另一为热传导焊接),其应用越来越广泛。
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法,激光深熔焊接作为激光焊接的两种基本模式之一(另一为热传导焊接),其应用越来越广泛。
 
深熔,或称作深度穿透焊接。常见于以高激光功率焊接较厚的材料。在深熔焊接中,激光聚焦在一起从而在工件上形成极高的功率密度。事实上,激光束聚焦的部位会使金属气化,令金属熔池中出现一个盲孔(即深熔孔)。金属蒸气压力会挡住周围熔化的金属,使盲孔在焊接过程中始终处于开口状态。激光功率主要在蒸气与熔体边界和深熔孔壁处被熔体吸收。聚焦的激光束和深熔孔沿焊接轨迹持续移动。焊接材料在深熔孔前方熔化,并在后面重新凝固形成焊缝。
 
其影响激光深熔焊接效果的因素有很多,包括激光器功率的密度,焊接的速度,焦点的位置,工件接头的间隙。下面,天弘激光工程师为大家讲解讲解。
 
1、激光功率密度
进行深熔焊接的前提是聚焦激光光斑,使其拥有足够高的功率密度,因此激光功率密度对焊缝成形有决定性的影响。激光功率同时控制着熔透深度与焊接速度。对一定直径的激光束,当增大激光功率时,熔深加深,焊接速度加快。
对达到一定焊接熔深的激光功率一般存在临界值,达到这个临界值时,熔池剧烈沸腾,超过时则熔深会急剧减少。另外,由于金属蒸气的作用力,熔池内会形成小孔,而小孔正是深熔焊接实现的关键。
焦斑功率密度不仅与激光功率成正比,还与激光束和聚焦光路参数有关。
 
2、焊接速度
在深熔焊接进行过程中,焊接速度与熔深成反比。在保持激光功率不变的情况下,如提高焊接速度,热输入就会下降,熔深也会减小。因此,适当降低焊接速度可加大熔深,但速度太低又会导致材料过度熔化,出现工件焊穿现象。故针对特定激光功率和特定厚度、种类的材料,都有一个获得最大熔深的合适焊接速度范围。
 
3、焦点位置
深熔焊接时,为保持足够的功率密度,焦点位置至关重要。焦点与工件表面相对位置的变化直接影响焊缝宽度与深度,只有焦点位于工件表面内合适的位置,所得焊缝才能形成平行断面, 并获得最大熔深。
 
4、工件接头间隙
工件拼合间隙,装配间隙直接与焊接工件的熔深,焊缝宽度有关。在深熔焊接时,如接头间隙超过光斑尺寸,则无法焊接;接头间隙过小,有时在工艺上会产生接板重叠,熔合困难等不良效果;接头间隙过大,极易焊穿;慢速焊接可弥补一些因间隙过大而带来的焊缝缺陷,而高速焊接焊缝变窄,对装配要求更严格。
 
5、保护气体
保护气体的作用有两点:1)排除焊接局部区域的空气,保护工作表面不被氧化;2)抑制高功率激光焊接时产生等离子云。
 
6、材料本性
被焊工件材料对激光的吸收决定了激光焊接的效率,影响材料对激光的吸收率的因素有两个方面:
1)材料电阻系数,经过对不同材料抛光表面的吸收率测量发现,材料对激光的吸收率与电阻系数的平方根成正比,而电阻系数又随温度的变化而变化;
2)材料的表面状态对光束吸收率有较重要的影响,因而对焊接效果产生明显作用。
现如今,激光行业的发展是越来越广泛,知道激光焊接的人也越来越多。激光焊接有着传统焊接所无法比拟的优势,当然,在使用时,还是需要根据自己的情况选择焊接方法。
 
综上几点便是影响激光深熔焊接效果的6大因素,希望这篇文章对各位有所帮助,如果您对我的分享有不同的见解,欢迎多多指教!如果您对激光焊接机激光切割机激光切管机,激光打标机,激光雕刻机,激光熔覆机等激光设备有使用需求,欢迎您的来电咨询!

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