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激光焊接 vs 传统焊接:激光深熔焊接具有诸多优势

2018/09/0657 作者:佚名
导读:导读:激光焊接与传统焊接相比,具有诸多优势。 传统焊接 目前使用的大部分传统(非激光)焊接技术都源自电弧焊。在使用这类焊接时,首先要使两块金属接触或紧密靠近,通常,金属的边缘可能已经过成型处理,以方便焊接。电焊条和接触区域之间形成高压,从

导读:激光焊接与传统焊接相比,具有诸多优势。

传统焊接

目前使用的大部分传统(非激光)焊接技术都源自电弧焊。在使用这类焊接时,首先要使两块金属接触或紧密靠近,通常,金属的边缘可能已经过成型处理,以方便焊接。电焊条和接触区域之间形成高压,从而产生可熔化焊接材料(或者,在某些情况下熔化其他焊补材料或焊条本身)的电弧。熔化的焊接材料填充或覆盖工件之间的所有缝隙,凝固后将各部分结合在一起。

大部分电弧焊方法的主要优点是它们具有相对较低的成本,尤其是在固定设备费用方面。而且,电弧焊技术接受度高,应用广泛,并已建立完善的生产和测试标准,因此不需要长时间学习即可应用相关的工艺。而电弧焊的主要缺点在于会让部件承受高温。这会在熔化的焊接材料中形成金相组织,导致焊缝强度降低,并且焊缝附近的热影响区域相对较大。此外,电弧的直径受局部电场的影响,因此无法独立设定。

激光深熔焊接

大部分激光焊接技术可以归入两个基本类,即“深熔”焊接和“热传导”焊接。这两种焊接模式既可以自熔(即,不使用焊补材料)方式进行,也可以在需要时使用焊补材料。

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。

微小的深熔孔区域形成精确的窄熔化区,与电弧焊方法相比,它具有较高的纵横比(深度与宽度之比)。而且,高度集中的热量意味着工件的基体可以起到有效的散热作用,因此,焊接区域能够迅速地升温和冷却。这可在最大程度上减小受高温影响的区域面积,并降低晶粒生长。因此,激光产生的焊缝通常比电弧焊强度更高,这是它的主要优点之一。

激光焊接还能提供比电弧焊更好的灵活性,因为它可以用于大量材料,包括碳钢、高强钢、不锈钢、钛、铝,以及贵金属。由于材料熔化温度差异和热传导不会对焊接过程造成明显影响,因此激光焊接还可以用于焊接异种材料。

此外,如果考虑所有的加工步骤,激光焊接相较传统方法有着明显的成本优势,特别是精确的热量应用可以最大程度降低焊接点和整个部件的变形。因此在许多情况下,不必进行后期加工。激光焊接还能在较长距离上投射激光束,并确保基本没有功率损失,这使之易于融入其他生产流程,且能够很好地与工业机器人进行集成。最后,它还能以更小的法兰尺寸实现新的产品配置,这对轻型汽车而言至关重要。

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