激�焊接�(jī),又常稱為激光焊�(jī)、鐳射焊�(jī),是激光材料加工用的機(jī)�,按其工作方式分為激光模具燒焊機(jī)、自動激光焊接機(jī)、激光點(diǎn)焊機(jī)�光纖傳輸激光焊接機(jī),激光焊接是利用高能量的激光脈沖對材料�(jìn)行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱,激光輻射的能量通過熱傳�(dǎo)向材料的�(nèi)部擴(kuò)�,將材料熔化后形成特定熔池以�(dá)到焊接的目的�
激光焊接機(jī)是利用激光的特�,實�(xiàn)工件焊接的機(jī)�。激光焊接是將高�(qiáng)度的激光束輻射至金屬表�,通過激光與金屬的相互作用,金屬吸收激光轉(zhuǎn)化為熱能使金屬熔化后冷卻�(jié)晶形成焊�。激光焊接的�(jī)理有兩種�
1、熱傳導(dǎo)焊接 �(dāng)激光照射在材料表面時,一部分激光被反射,一部分被材料吸收,將光能轉(zhuǎn)化為熱能而加熱熔�,材料表面層的熱以熱傳導(dǎo)的方式繼�(xù)向材料深處傳�,將兩焊件熔接在一��
2、激光深熔焊 �(dāng)功率密度比較大的激光束照射到材料表面時,材料吸收光能轉(zhuǎn)化為熱能,材� 被加熱熔化至汽化,產(chǎn)生大量的金屬蒸汽,在蒸汽退出表面時�(chǎn)生的反作用力�,使熔化的金屬液體向四周排擠,形成凹�,隨著激光的繼續(xù)照射,凹坑穿入更深,�(dāng)激光停止照射后,凹坑周邊的熔液回流,冷卻凝固后將兩焊件焊接在一起�
激光焊接機(jī)的自動化程度�,焊接工藝流程簡�。非接觸式的操作方法,能夠達(dá)到潔�、環(huán)保的要求。采用激光焊接機(jī)加工工件能夠提高工作效率,成品工件外觀美觀,焊縫小,焊接深度大,焊接質(zhì)量高。激光焊接機(jī)廣泛�(yīng)用于牙科義齒的加�,鍵盤焊�,矽鋼片焊接,傳感器焊接,電池密封蓋的焊接等等方��
但激光焊接機(jī)的成本較�,對工件裝配的精度要求也較高,在這些方面仍有局限��
電阻�
它用來焊接薄金屬�,在兩個電極間夾緊被焊工件通過大的電流熔化電極接觸的表面,即通過工件電阻�(fā)熱來實施焊接。工件易變形,電阻焊通過接頭兩邊焊合,而激光焊只從單邊�(jìn)行,電阻焊所用電極需�(jīng)常維�(hù)以清除氧化物和從工件粘連著的金�,激光焊接薄金屬搭接接頭時并不接觸工�,再者光束還可�(jìn)入常�(guī)焊難以焊及的區(qū)�,焊接速度��
氬弧�
使用非消耗電極與保護(hù)氣體,常用來焊接薄工�,但焊接速度較慢,且熱輸入比激光焊大很�,易�(chǎn)生變��
等離子弧�
與氬弧類�,但其焊炬會�(chǎn)生壓縮電�,以提高弧溫和能量密度,它比氬弧焊速度快、熔深大,但遜于激光焊�
電子束焊
它靠一束加速高能密度電子流撞擊工件,在工件表面很小密積�(nèi)�(chǎn)生巨大的�,形�"小孔"效應(yīng),從而實施深熔焊�。電子束焊的主要缺點(diǎn)是需要高真空�(huán)境以防止電子散射,設(shè)備復(fù)雜,焊件尺寸和形狀受到真空室的限制,對焊件裝配�(zhì)量要求嚴(yán)格,非真空電子束焊也可實�,但由于電子散射而聚焦不好影響效�。電子束焊還有磁偏移和X射線問題,由于電子帶�,會受磁場偏�(zhuǎn)影響,故要求電子束焊工件焊前去磁處理。X射線在高壓下特別�(qiáng),需對操作人員實施保�(hù)。激光焊則不需 真空室和對工件焊前�(jìn)行去磁處�,它可在大氣中�(jìn)�,也沒有防X射線問題,所以可在生�(chǎn)線內(nèi)�(lián)�(jī)操作,也可焊接磁性材料�
制造業(yè)
激光拼焊技�(shù)在國外轎車制造中得到廣泛�(yīng)�,據(jù)�(tǒng)�2000年全球范圍內(nèi)剪裁坯板激光拼焊生�(chǎn)線超�100�,年�(chǎn)轎車�(gòu)件拼焊坯�7000萬件,并繼續(xù)以較高速度增長。國�(nèi)生產(chǎn)引�(jìn)車型也采用一些剪裁坯板結(jié)�(gòu)。日本以CO2激光焊代替閃光對焊�(jìn)行制鋼業(yè)軋鋼卷材的連接,在超薄板焊接的研究,如板厚100微米以下的箔�,無法熔�,但通過有特殊輸出功率波形的YAG激光焊得以成功,顯示激光焊的廣闊前途。日本還在世界上首次成功開發(fā)將YAG激光焊用于核反�(yīng)堆中蒸氣�(fā)生器�(xì)管的維修�,在國內(nèi)還�(jìn)行齒輪激光焊接技�(shù)�
粉末冶金
隨著科學(xué)技�(shù)的不斷發(fā)�,許多工�(yè)技�(shù)上對材料特殊要求,應(yīng)用冶鑄方法制造的材料已不能滿足需要。由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造優(yōu)�(diǎn),在某些�(lǐng)域如汽車、飛�(jī)、工具刃具制造業(yè)中正在取代傳�(tǒng)的冶鑄材�,隨著粉末冶金材料的日益�(fā)�,它與其它零件的連接問題顯得日益突出,使粉末冶金材料的應(yīng)用受到限�。在八十年代初期,激光焊以其�(dú)特的�(yōu)�(diǎn)�(jìn)入粉末冶金材料加工領(lǐng)�,為粉末冶金材料的應(yīng)用開辟了新的前景,如采用粉末冶金材料連接中常用的釬焊的方法焊接金剛石,由于結(jié)合強(qiáng)度低,熱影響區(qū)寬特別是不能適應(yīng)高溫及強(qiáng)度要求高而引起釬料熔化脫�,采用激光焊接可以提高焊接強(qiáng)度以及耐高溫性能�
汽車工業(yè)
20世紀(jì)80年代后期,千瓦級激光成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),而今激光焊接生�(chǎn)線已大規(guī)模出�(xiàn)在汽車制造業(yè),成為汽車制造業(yè)突出的成就之一。歐洲的汽車制造廠早在20世紀(jì)80年代就率先采用激光焊接車�、車�、側(cè)框等鈑金焊接�90年代美國竟相將激光焊接引入汽車制�,盡管起步較晚,但發(fā)展很�。意大利在大多數(shù)鋼板組件的焊接裝配中采用了激光焊接,日本在制造車身覆蓋件中都使用了激光焊接和切割工藝,高�(qiáng)鋼激光焊接裝配件因其性能�(yōu)良在汽車車身制造中使用得越來越多,根據(jù)美國金屬市場�(tǒng)�,至2002年底,激光焊接鋼�(jié)�(gòu)的消耗將�(dá)�70000t�1998年增�3�。根�(jù)汽車工業(yè)批量大、自動化程度高的特點(diǎn),激光焊接設(shè)備向大功�、多路式方向�(fā)�。在工藝方面美國Sandia國家實驗室與PrattWitney�(lián)合�(jìn)行在激光焊接過程中添加粉末金屬和金屬絲的研�,德國不萊梅�(yīng)用光束技�(shù)研究所在使用激光焊接鋁合金車身骨架方面�(jìn)行了大量的研�,認(rèn)為在焊縫中添加填充余屬有助于消除熱裂�,提高焊接速度,解決公差問�,開�(fā)的生�(chǎn)線已在工廠投入生�(chǎn)�
電子工業(yè)
激光焊接在電子工業(yè)�,特別是微電子工�(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于激光焊接熱影響區(qū)�、加熱集中迅�、熱�(yīng)力低,因而正在集成電路和半導(dǎo)體器件殼體的封裝中,顯示出獨(dú)特的�(yōu)越�,在真空器件研制中,激光焊接也得到了應(yīng)�,如鉬聚焦極與不銹鋼支持�(huán)、快熱陰極燈絲組件等。傳感器或溫控器中的彈性薄壁波紋片其厚度在0.05-0.1mm,采用傳�(tǒng)焊接方法難以解決,TIG焊容易焊穿,等離子穩(wěn)定性差,影響因素多而采用激光焊接效果很好,得到廣泛的應(yīng)��
生物�(yī)�(xué)
生物組織的激光焊接始�20世紀(jì)70年代,用激光焊接輸卵管和血管的成功焊接及顯示出來的�(yōu)越性,使更多研究者嘗試焊接各種生物組�,并推廣到其他組織的焊接。有�(guān)激光焊接神�(jīng)方面國內(nèi)外的研究主要集中在激光波長、劑量及其對功能恢復(fù)以及激光焊料的選擇等方面的研究,劉銅軍�(jìn)行了激光焊接小血管及皮膚等基�(chǔ)研究的基�(chǔ)上又對大白鼠膽總管�(jìn)行了焊接研究。激光焊接方法與傳統(tǒng)的縫合方法比較,激光焊接具有吻合速度�,愈合過程中沒有異物反應(yīng),保持焊接部位的�(jī)械性質(zhì),被修復(fù)組織按其原生物力�(xué)性狀生長等優(yōu)�(diǎn)將在以后的生物醫(yī)�(xué)中得到更廣泛的應(yīng)��
其他�(lǐng)�
在其他行�(yè)�,激光焊接也逐漸增加特別是在特種材料焊接中國�(nèi)�(jìn)行了許多研究,如對BT20鈦合金、HEl30合金、Li-ion電池等激光焊接,德國開發(fā)出了一種用于平板玻璃的激光焊接新技�(shù)�