因?yàn)榧す饨裹c(diǎn)處光斑中心的功率密度過(guò)高,容易蒸發(fā)成孔。離開(kāi)激光焦點(diǎn)的各平面上,功率密度分布相對(duì)均勻。離焦方式有兩種:正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方為正離焦,反之為負(fù)離焦。按幾何光學(xué)理論,當(dāng)正負(fù)離焦平面與焊接平面距離相等時(shí),所對(duì)應(yīng)平面上功率密度近似相同,但實(shí)際上所獲得的熔池形狀不同。負(fù)離焦時(shí),可獲得更大的熔深,這與熔池的形成過(guò)程有關(guān)。
20世紀(jì)80年代后期,千瓦級(jí)激光成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),而今激光焊接生產(chǎn)線已大規(guī)模出現(xiàn)在汽車(chē)制造業(yè),成為汽車(chē)制造業(yè)的成就之一。歐洲的汽車(chē)制造廠早在20世紀(jì)80年代就率先采用激光焊接車(chē)頂、車(chē)身、側(cè)框等鈑金焊接,90年代美國(guó)竟相將激光焊接引入汽車(chē)制造,盡管起步較晚,但發(fā)展很快。
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(chē)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(chē)車(chē)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。
激光焊接是一種環(huán)保型的焊接方法,關(guān)鍵是厚壁原材料,零件的焊接,可完成焊接,對(duì)焊,疊焊,密封性焊等,深長(zhǎng)寬比高,焊接厚度小,熱危害區(qū)小形變小,焊接速度更快,焊接整平.美觀大方,焊后無(wú)需打磨或只需簡(jiǎn)易打磨,焊接質(zhì)量高,無(wú)出氣孔,操作準(zhǔn)確,聚焦光斑小,精度等級(jí)高,可與自動(dòng)化設(shè)備對(duì)接。
影響材料對(duì)激光束吸收率的因素包括兩個(gè)方面:一是材料的電阻率。在測(cè)量材料拋光表面的吸收率后,發(fā)現(xiàn)材料的吸收率與電阻率的平方根成正比,電阻率隨溫度變化。并改變;其次,材料的表面狀態(tài)(或光潔度)對(duì)光束吸收率有更重要的影響,對(duì)焊接效果有顯著影響。非金屬如陶瓷、玻璃、橡膠、塑料等在常溫下的吸收率很高,而金屬材料在常溫下的吸收率很差,直到材料熔化甚至放氣為止。它的吸收只會(huì)急劇增加。使用表面涂層或在表面生成氧化膜的方法對(duì)于提高材料對(duì)光束的吸收非常有效。