激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊是以(yi)聚焦(jiao)的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)束作(zuo)為(wei)(wei)能(neng)源(yuan)(yuan)轟擊(ji)焊件所產(chan)生的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)(liang)進行焊接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)方法，在(zai)20世紀(ji)60年(nian)代才用于(yu)實(shi)踐。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)是目前(qian)世界(jie)上最亮的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)。二(er)氧化(hua)碳(tan)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)亮度比(bi)太陽光(guang)(guang)(guang)亮8個(ge)數(shu)量(liang)(liang)級(ji)，而高功率釹玻(bo)璃激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)則比(bi)太陽光(guang)(guang)(guang)亮16個(ge)數(shu)量(liang)(liang)級(ji)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)方向性(xing)很好，它能(neng)傳播到(dao)很遠的(de)(de)(de)(de)距離，且擴散(san)面積小，接(jie)(jie)(jie)近于(yu)理(li)想(xiang)的(de)(de)(de)(de)平行光(guang)(guang)(guang)。同(tong)時，激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)為(wei)(wei)單(dan)色(se)光(guang)(guang)(guang)，它的(de)(de)(de)(de)發光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)譜寬(kuan)度很狹窄，比(bi)氪燈的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜窄幾個(ge)數(shu)量(liang)(liang)級(ji)，聚焦(jiao)后在(zai)焦(jiao)點上的(de)(de)(de)(de)功率密度比(bi)普(pu)通的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)熱源(yuan)(yuan)也大幾個(ge)數(shu)量(liang)(liang)級(ji)。基(ji)于(yu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)有上述特點，它已經成為(wei)(wei)一(yi)種十分理(li)想(xiang)的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)和切割的(de)(de)(de)(de)熱源(yuan)(yuan)。


1. 激光焊特點(dian)


與一(yi)般的焊(han)接方法相比，激光焊(han)有以下(xia)一(yi)些特(te)點。


  ①. 聚焦后的(de)激光具有很高的(de)功率密(mi)度，焊接(jie)以深熔方式進行。


  ②. 激光(guang)的加(jia)熱范圍小（＜1mm),熱量集中(zhong)，焊(han)接(jie)速度提高(gao)，使焊(han)接(jie)殘余應力和焊(han)后擦浴變(bian)形減小。


  ③. 激光(guang)能反射、透射，在空間傳播相當距(ju)離后能量衰減很小，可(ke)以(yi)進行(xing)遠距(ju)離或一些難以(yi)接近(jin)部(bu)位的焊接。


  ④. 與電子(zi)束(shu)焊接(jie)相比(bi)，激(ji)(ji)光焊不需要真空室，也不會產生X射(she)(she)線，但可以(yi)焊接(jie)厚度比(bi)電子(zi)束(shu)焊小，且大功率激(ji)(ji)光發射(she)(she)器的結構比(bi)電子(zi)束(shu)更為(wei)復(fu)雜，一次性(xing)投(tou)資更高。



2. 激(ji)光焊的焊接藝


  ①. 接頭形式(shi)


 圖3-7所(suo)示(shi)為固(gu)體(ti)激(ji)光點焊(han)典型(xing)焊(han)接(jie)接(jie)頭形(xing)式，二氧化碳激(ji)光焊(han)焊(han)接(jie)接(jie)頭形(xing)式見(jian)圖3-8.通常采(cai)用(yong)對接(jie)接(jie)頭形(xing)式。裝配時必須施加(jia)一個裝配壓力，使得焊(han)件之(zhi)間的間隙越小越好。


圖 7.jpg


  ②. 激光焊(han)的焊(han)接參(can)數


 激(ji)光焊的焊接(jie)參數與激(ji)光功率、氣體保護(hu)、離焦量、光斑(ban)直徑。焊接(jie)速度、脈沖(chong)寬(kuan)度、脈沖(chong)頻(pin)率等(deng)均(jun)有關。其中氣體保護(hu)用(yong)氨能使(shi)熔深(shen)加深(shen)，如果(guo)在氦(hai)氣里加少量氬氣或氧氣更能進一步(bu)提高熔深(shen)。


  保護氣體的作用：a. 保護焊接接頭不被空氣污染。保護氣體一般都用惰性氣體，或為提高熔深在惰性氣體中加入少量氧氣。b. 保護聚焦透鏡。因為在焊接過程中會產生金屬蒸氣，以及液體金屬的濺射。這樣產生的金屬蒸氣以及濺射的液體金屬會污染聚焦透鏡，但焊接區里以一定速度流向工件的保護氣體會將蒸氣以及濺射物帶向焊件，從而防止污染聚焦透鏡。c.驅散等離子的屏障。金屬蒸氣吸收激光束電離成等離子體云，金屬蒸氣周圍的保護氣體也會受熱電離。如果把保護氣體吹向焊接區，等離子云就會被抑制。


  離焦量：按照幾何光學理論，當正負離焦量相等時，所對應平面上功率密度近似相同，但實際上所獲得的熔池形狀不同。負離焦時，可獲得更大的熔深，這與熔池的形成過程有關。當負離焦時，材料內部功率密度比表面還高。易形成更強的熔化、汽化，使光能向材料更深處傳遞。所以在實際應用中，當要求熔深較大時，采用負離焦；焊接薄材料時，宜用正離焦。


  光斑直(zhi)徑：光束斑點大小是激光焊的重要變量之一，因為它決定功率密度。


  焊接速度：在焊接薄材料時，使用正離焦。在激光功率、脈沖頻率、脈沖寬度不變的情況下，焊接速度減小，焊縫的寬度也變窄，同時焊縫也變得均勻，沒有明顯的魚鱗狀。


  脈(mo)沖寬度(du)：焊接薄板時，使用正離焦。在激光功率、脈沖頻率、焊接速度不變的情況下脈沖寬度增大時，焊縫寬度隨時減小。焊縫比較均勻，沒有明顯的凹凸。因為熱影響區與脈寬有關，脈寬越寬，熱影響區越大，由此可見，增大脈沖寬度雖有利于獲得較窄的焊縫，但同時卻增大了熱影響區，因此在實際焊接中要根據實際需要選擇合理的脈沖寬度。


  脈(mo)沖頻率：在焊接薄件時，使用正離焦。在激光功率、脈沖頻率、焊接速度不變的情況下，脈沖頻率減小時，焊縫金屬更均勻，魚鱗結構變得細化。


   采用功率(lv)為(wei)500W、最(zui)大功率(lv)密度(du)(du)為(wei)5.7x105W/c㎡的YAG激光(guang)可實現厚度(du)(du)為(wei)1mm的18-8奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)的激光(guang)焊(han)接(jie)。單(dan)面焊(han)接(jie)時深度(du)(du)可達到(dao)0.5mm左(zuo)右(you)，因此采用雙面焊(han)可保證不銹(xiu)鋼(gang)能焊(han)透。焊(han)接(jie)速(su)度(du)(du)、脈(mo)沖寬(kuan)度(du)(du)以及(ji)脈(mo)沖頻率(lv)是(shi)影響焊(han)縫(feng)形貌的主要因素。三者最(zui)佳(jia)組合是(shi)焊(han)接(jie)速(su)度(du)(du)不高于2mm/s,脈(mo)沖寬(kuan)度(du)(du)為(wei)0.3ms,脈(mo)沖頻率(lv)為(wei)9Hz。


 激光焊的焊接參數：用激光焊焊接奧氏體不銹鋼時，從薄板到中厚度（0.1~12mm),均可達到性能良好，且焊接接頭外觀成形美觀的目的。表3-29 給出了用脈沖激光焊焊接301不銹鋼絲與絲的焊接參數及接頭性能，表3-30為二氧化碳激光焊焊接不銹(xiu)鋼的焊接參數。


 表(biao)3-29 用脈沖激(ji)光焊焊接(jie)(jie)301不銹鋼絲與絲的焊接(jie)(jie)參(can)數及接(jie)(jie)斗性能






注：302不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)相當(dang)于(yu)我國(guo)(guo)1Cr18Ni9鋼(gang)(gang)(gang)；321不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)相當(dang)于(yu)我國(guo)(guo)0Cr18Ni10Ti鋼(gang)(gang)(gang)；17-7PH不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)相當(dang)于(yu)我國(guo)(guo)0Cr17Ni7A1鋼(gang)(gang)(gang)。