隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,許多工業(yè)技術(shù)上對(duì)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)點(diǎn),在某些領(lǐng)域如汽車、飛機(jī)、工具刃具制造業(yè)中正在取代傳統(tǒng)的冶鑄材料,隨著粉末冶金材料的日益發(fā)展,它與其它零件的連接問(wèn)題顯得日益,使粉末冶金材料的應(yīng)用受到限制。在八十年代初期,激光焊以其特的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入粉末冶金材料加工領(lǐng)域,為粉末冶金材料的應(yīng)用開(kāi)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落,采用激光焊接可以提高焊接強(qiáng)度以及耐高溫性能。
根據(jù)汽車工業(yè)批量大、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn),激光焊接設(shè)備向大功率、多路式方向發(fā)展。在工藝方面美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與PrattWitney聯(lián)合進(jìn)行在激光焊接過(guò)程中添加粉末金屬和金屬絲的研究,德國(guó)不萊梅應(yīng)用光束技術(shù)研究所在使用激光焊接鋁合金車身骨架方面進(jìn)行了大量的研究,認(rèn)為在焊縫中添加填充余屬有助于消除熱裂紋,提高焊接速度,解決公差問(wèn)題,開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)線已在工廠投入生產(chǎn)。
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,高強(qiáng)鋼激光焊接裝配件因其性能優(yōu)良在汽車車身制造中使用得越來(lái)越多。
20世紀(jì)90年代,我國(guó)焊接界把實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化作為戰(zhàn)略目標(biāo),已經(jīng)在職各行業(yè)的科技發(fā)展中付諸實(shí)施,在發(fā)展焊接生產(chǎn)自動(dòng)化,研究和開(kāi)發(fā)焊接生產(chǎn)線及柔性制造技術(shù),發(fā)展應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造;藥芯焊絲由2%增長(zhǎng)到20%;埋弧焊焊材也將在10%的水平上繼續(xù)增長(zhǎng)。其中藥芯焊絲的增長(zhǎng)幅度明顯加大,在未來(lái)20年內(nèi)會(huì)超過(guò)實(shí)芯焊絲,終將成為焊接中心的主導(dǎo)產(chǎn)品。
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內(nèi)產(chǎn)生的熱,形成"小孔"效應(yīng),從而實(shí)施深熔焊接。電子束焊的主要缺點(diǎn)是需要高真空環(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(duì)焊件裝配質(zhì)量要求嚴(yán)格,非真空電子束焊也可實(shí)施,但由于電子散射而聚焦不好影響效果。電子束焊還有磁偏移和X射線問(wèn)題,由于電子帶電,會(huì)受磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)影響,故要求電子束焊工件焊前去磁處理。X射線在高壓下特別強(qiáng),需對(duì)操作人員實(shí)施保護(hù)。激光焊則不需 真空室和對(duì)工件焊前進(jìn)行去磁處理,它可在大氣中進(jìn)行,也沒(méi)有防X射線問(wèn)題,所以可在生產(chǎn)線內(nèi)聯(lián)機(jī)操作,也可焊接磁性材料。
一般在激光焊接加工過(guò)程中,激光焊接工裝夾具主要用來(lái)固定焊接的工件,并使之可以重復(fù)定位,重復(fù)裝卸,以利于激光的自動(dòng)焊接,因此工裝夾具是激光焊接生產(chǎn)中的設(shè)備之一,尤其是在批量的生產(chǎn)中。工裝夾具是否設(shè)計(jì)到位,將直接影響到生產(chǎn)的效率和成品率.
激光焊接機(jī)組成1、激光焊接主機(jī):激光焊接主機(jī)由電源、激光器、光路部分和控制系統(tǒng)等組成,提供焊接加工所需要的能量。2、冷卻系統(tǒng):冷卻系統(tǒng)是用來(lái)散熱降溫的裝置,主要是為了激光焊接機(jī)尤其是功率較大的機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下工作的穩(wěn)定性以及使用壽命。3、工裝夾具:工裝夾具一般是在焊接操作過(guò)程中用來(lái)固定焊接的工具,尤其是在批量生產(chǎn)中是的設(shè)備之一,將直接影響生產(chǎn)效率。4、工作臺(tái):工作臺(tái)指的是激光焊接主動(dòng)作業(yè)臺(tái),是為了讓激光光束能夠按照特定的要求和焊接操作軌跡進(jìn)行移動(dòng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接功能。5、觀察系統(tǒng):激光焊接機(jī)一般會(huì)配置觀察系統(tǒng),可以對(duì)正在進(jìn)行中的焊接操作進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察,利于定位與檢驗(yàn)焊接效果。
激光器是激光焊接設(shè)備中的重要部分,主要提供加工所需的光能。對(duì)激光器的要求穩(wěn)定、可靠,能長(zhǎng)期正常運(yùn)行。對(duì)焊接而言,要求激光器橫模為低階?;蚧?,輸出功率(連續(xù)激光器)或輸出能量(脈沖激光器)能根據(jù)加工要求進(jìn)行精密調(diào)節(jié)。
激光焊接是一種以高能量密度的激光束作為熱源的精密焊接方法,具有、簡(jiǎn)單易上手等優(yōu)勢(shì)。如今,激光焊接已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè),如:電子零件、汽車制造、航空航天等工業(yè)制造領(lǐng)域。