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因為激光焦點處光斑中心的功率密度過高,容易蒸發(fā)成孔。離開激光焦點的各平面上,功率密度分布相對均勻。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,所對應(yīng)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(fù)離焦時,可獲得更大的熔深,這與熔池的形成過程有關(guān)。
根據(jù)汽車工業(yè)批量大、自動化程度高的特點,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Sandia國家實驗室與PrattWitney聯(lián)合進(jìn)行在激光焊接過程中添加粉末金屬和金屬絲的研究,德國不萊梅應(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,解決公差問題,開發(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越多。
20世紀(jì)90年代,我國焊接界把實現(xiàn)焊接過程的機(jī)械化、自動化作為戰(zhàn)略目標(biāo),已經(jīng)在職各行業(yè)的科技發(fā)展中付諸實施,在發(fā)展焊接生產(chǎn)自動化,研究和開發(fā)焊接生產(chǎn)線及柔性制造技術(shù),發(fā)展應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計與制造;藥芯焊絲由2%增長到20%;埋弧焊焊材也將在10%的水平上繼續(xù)增長。其中藥芯焊絲的增長幅度明顯加大,在未來20年內(nèi)會超過實芯焊絲,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),從而實施深熔焊接。電子束焊的主要缺點是需要高真空環(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,對焊件裝配質(zhì)量要求嚴(yán)格,非真空電子束焊也可實施,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射線問題,由于電子帶電,會受磁場偏轉(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),需對操作人員實施保護(hù)。激光焊則不需 真空室和對工件焊前進(jìn)行去磁處理,它可在大氣中進(jìn)行,也沒有防X射線問題,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程中,激光焊接工裝夾具主要用來固定焊接的工件,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)器長時間在高溫環(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程中用來固定焊接的工具,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:工作臺指的是激光焊接主動作業(yè)臺,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,實現(xiàn)自動焊接功能。5、觀察系統(tǒng):激光焊接機(jī)一般會配置觀察系統(tǒng),可以對正在進(jìn)行中的焊接操作進(jìn)行實時觀察,利于定位與檢驗焊接效果。
手持激光焊接機(jī)可用于鈑金、底盤、水箱及配電箱、廚柜、不銹鋼門窗護(hù)欄、五金制品、廣告招牌、工藝品、電池組件、鋼制家具、貨架等領(lǐng)域。在材料方面,激光焊接機(jī)可用于焊接相同材料的各種金屬板,如鋁板、鐵板、不銹鋼板和銅板。以及鋁銅、不銹鋼銅等多種材料混合焊接。它涵蓋的領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的焊接方法。
完整的激光焊接設(shè)備主要由激光器、光學(xué)系統(tǒng)、激光加工機(jī)、輻射參數(shù)傳感器、工藝介質(zhì)輸送系統(tǒng)、工藝參數(shù)傳感器、控制系統(tǒng)、準(zhǔn)直用He-Ne激光器等組成,由于應(yīng)用場合不同,加工要求不同,激光焊接設(shè)備的八個部分卻不一定一一具備,各個組成部分的功能差別也很大。
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