影响激光焊接质量的主要因素
激光焊接实验报告
激光焊接实验报告
激光焊接是一种高效、精确的焊接方法,广泛应用于汽车制造、航空航天、电
子设备等领域。
本实验旨在探究激光焊接工艺参数对焊接质量的影响,为优化激光焊接工艺提供参考。
实验一,激光功率对焊接质量的影响。
在本实验中,我们选取了不同激光功率下的焊接参数进行了对比实验。
结果显示,随着激光功率的增加,焊接速度也随之增加,但焊接质量却呈现出下降的趋势。
这可能是因为过高的激光功率导致焊缝过深,造成焊接质量下降。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的激光功率,以保证焊接质量。
实验二,焊接速度对焊接质量的影响。
另一方面,我们也对焊接速度进行了实验。
结果显示,焊接速度的增加会导致
焊接质量下降,焊缝形状不规则甚至出现裂纹。
这表明,在激光焊接过程中,适当降低焊接速度可以提高焊接质量,确保焊缝的均匀性和完整性。
实验三,激光聚焦点位置对焊接质量的影响。
最后,我们对激光聚焦点位置进行了实验。
结果显示,激光聚焦点位置的偏移
会导致焊接质量下降,焊缝形状不规则甚至出现气孔。
因此,在实际操作中,需要确保激光聚焦点位置的准确定位,以保证焊接质量。
综上所述,激光焊接工艺参数对焊接质量有着重要影响,需要在实际应用中进
行合理调整。
本实验结果为激光焊接工艺的优化提供了重要参考,有助于提高焊接质量,降低生产成本,推动激光焊接技术的进一步发展。
影响激光焊接效果因素有哪些
影响激光焊接效果因素有哪些
常用的激光焊接方式有两种,一种是脉冲激光焊,主要用于单点固定连续和簿件材料的焊接,焊接时形成一个个圆形焊点;另一种为连续激光焊,主要用于大厚件的焊接和切割,焊接过程中形成一条连续焊缝。
就一般而论,焊接材料的选择、激光焊接机的选择,加工工作台的选择,是影响激光焊接效果的主要因素。
而对于焊接过程中熔化现象能否产生和产生的强弱程度则主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率,控制好上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。
激光焊接中,光束焦点位置是最关键的控制工艺参数之一,在一定激光功率和焊接速度下,只有焦点处于最佳位置范围内才能获得最大熔深和好的焊缝形状。
新华鹏激光焊接是将具有优异的方向性、高亮度、高强度、高单色性、高相干性等特点的激光束辐射至加工工件表面区域内,激光束经过光学系统聚焦后,其激光焦点的功率密度为104-107W/cm2,通过激光与被焊物的相互作用,在极短
的时间内使被焊处形成一个能高度集中的热源区,热能使被焊物区域熔化后冷却结晶形成牢固的焊点和焊缝.。
激光焊工考试试题及答案
激光焊工考试试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10题,满分20分)1. 激光焊接中,激光束的聚焦方式不包括以下哪一项?A. 透镜聚焦B. 反射聚焦C. 直接聚焦D. 机械聚焦答案:D2. 激光焊接时,保护气体的主要作用是什么?A. 提供热量B. 保护焊缝C. 增加强度D. 减少成本答案:B3. 以下哪种材料不适合使用激光焊接?A. 不锈钢B. 铝合金C. 铜合金D. 聚丙烯塑料答案:D4. 激光焊接过程中,焊缝形成的关键因素是什么?A. 激光功率B. 焊接速度C. 材料厚度D. 所有以上因素答案:D5. 激光焊接中,影响焊缝深度的主要因素是什么?A. 激光功率B. 光束直径C. 焊接速度D. 材料吸收率答案:D6. 激光焊接时,使用脉冲激光焊接的主要优点是什么?A. 提高生产率B. 减少热影响区C. 降低成本D. 提高材料利用率答案:B7. 激光焊接中,连续激光焊接与脉冲激光焊接的主要区别是什么?A. 激光类型B. 焊接速度C. 能量输出方式D. 材料类型答案:C8. 在激光焊接过程中,为了提高焊接质量,通常需要对焊接区域进行什么处理?A. 预热B. 冷却C. 清洁D. 加热答案:C9. 激光焊接中,焊缝跟踪技术的主要作用是什么?A. 减少焊接时间B. 提高焊接精度C. 降低材料成本D. 增加焊接强度答案:B10. 激光焊接中,为了减少焊接变形,通常采取的措施是什么?A. 增加焊接速度B. 减少焊接热量输入C. 使用高强度材料D. 增加焊接压力答案:B二、多项选择题(每题3分,共5题,满分15分)1. 激光焊接时,可能使用的保护气体包括哪些?A. 氮气B. 氩气C. 二氧化碳D. 氧气答案:A, B2. 激光焊接过程中,可能影响焊接质量的因素包括哪些?A. 激光功率B. 材料表面状态C. 焊接速度D. 环境温度答案:A, B, C, D3. 激光焊接中,焊接缺陷可能包括哪些?A. 气孔B. 裂纹C. 未熔合D. 变形答案:A, B, C, D4. 激光焊接时,焊接参数的调整可能影响哪些方面?A. 焊缝深度B. 焊缝宽度C. 焊接速度D. 热影响区答案:A, B, D5. 激光焊接中,为了提高焊接效率,可以采取哪些措施?A. 使用高功率激光器B. 优化焊接路径C. 提高材料传输速度D. 使用自动化焊接系统答案:A, B, C, D三、判断题(每题1分,共5题,满分5分)1. 激光焊接是一种非接触式的焊接方法。
焊接工艺的激光焊接技术要点
焊接工艺的激光焊接技术要点随着科技的不断进步和发展,激光焊接技术作为一种高效、精确的焊接方式得到了广泛的应用。
激光焊接技术利用激光束对焊接材料进行加热,达到熔化的目的。
本文将重点介绍激光焊接技术的要点,并讨论其在焊接工艺中的应用。
一、激光焊接技术的基本原理激光焊接技术利用激光束对焊接材料进行加热,并在激光束的照射下使熔融池形成,从而实现材料的焊接。
激光束通过光学元件的准直和导引,最终集中到焊接接头上。
激光焊接的热源浓度高、对热影响区小,具有焊接速度快、熔深大、焊缝质量高等优点。
二、激光焊接技术的要点1. 激光焊接设备的选型激光焊接设备的选型是激光焊接工艺的关键。
选型时需考虑到焊接材料的种类、厚度、焊接条件等因素,并结合生产需求和经济实际进行选择。
常见的激光焊接设备有CO2激光器、光纤激光器等。
2. 材料准备和表面处理激光焊接需要对焊接材料进行预处理,以保证焊接质量。
材料准备包括焊缝的设计、材料的选择和切割等。
表面处理则主要包括除锈、除油和打磨等工艺,以保证焊接材料表面的洁净度。
3. 焊接参数的选择激光焊接参数的选择是影响焊接质量的重要因素。
焊接参数包括激光功率、焊接速度、激光束直径等。
选取适当的焊接参数可以提高焊接速度和焊接质量,同时减小焊接变形和热影响区。
4. 焊接过程控制激光焊接过程控制是确保焊接质量的关键。
焊接过程控制主要包括焊接速度、激光束角度、焊接位置等的控制,以及焊接过程中的监测和调整。
合理的焊接过程控制可以提高焊缝质量和焊接效率。
三、激光焊接技术在焊接工艺中的应用激光焊接技术由于其独特的优点,在焊接工艺中得到了广泛的应用。
它被广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备制造等领域。
在汽车制造中,激光焊接可以用于车身焊接、发动机焊接等环节;在航空航天领域,激光焊接可以用于航空发动机叶片的焊接和涡轮盘的焊接等;在电子设备制造中,激光焊接可以用于电子器件的封装等。
激光焊接技术的应用可以提高生产效率,减小焊接变形和热影响区,同时提高焊接强度和焊缝质量。
激光焊的主要工艺参数对焊接质量的影响
激光焊的主要工艺参数对焊接质量的影响激光焊是一种应用激光技术进行焊接的新型焊接方法。
激光焊具有高能量浓度、局部加热快、热效应小等优点,因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到了广泛应用。
激光焊的主要工艺参数包括激光功率、激光束直径、焊接速度、焊缝型式等,这些工艺参数对于焊接质量具有重要影响。
首先,激光功率是指激光发射的能量大小,在激光焊中,激光功率的大小直接影响焊接温度和热输入。
激光焊中,激光功率过小会导致焊接质量不达标,焊缝内可能存在未熔化或未完全熔化的金属颗粒;激光功率过大则容易造成焊缝过宽和过深,引起焊接后的热影响区扩大和凝固裂纹等问题。
因此,选择适当的激光功率对于焊接质量的保障至关重要。
其次,激光束直径是指激光束在焊接过程中的有效焦点直径。
激光束直径的大小会影响激光焊缝的宽度和形状,从而影响焊接质量。
激光束直径过大会导致焊缝宽度过大,影响焊缝质量;而激光束直径过小则会导致焊缝过窄,增加焊接难度。
因此,激光束直径的选择要依据焊接材料和焊接要求进行合理调整,以保证焊接质量。
第三,焊接速度是指激光照射到工件上时,焊接头沿焊缝方向移动的速度。
焊接速度的快慢对焊接质量有直接影响。
焊接速度过快会导致焊接缺陷,如焊缝内夹杂物和未充分熔化区域增加,降低焊缝的连接强度。
而焊接速度过慢会导致焊缝过宽,焊接热影响区增大,易产生开裂等缺陷。
因此,选择适当的焊接速度对于焊接质量的保证至关重要。
此外,焊缝型式也会对焊接质量产生重要影响。
不同的焊缝型式适用于不同的焊接工艺和材料。
一般有点焊、连续焊、螺旋焊等。
选择正确的焊缝型式可以提高焊接强度和焊接质量。
综上所述,激光焊的主要工艺参数包括激光功率、激光束直径、焊接速度和焊缝型式等,这些参数的选择和调整对焊接质量起到重要作用。
在进行激光焊时,需要根据具体的焊接要求和材料特性,合理选择和调整这些工艺参数,以达到理想的焊接质量和性能。
影响带钢激光焊接焊缝质量的因素分析
柳
钢
科
技
影 响 带钢 激 光焊 接 焊缝 质 量 的 因素分 析
1 前 言
21 激光束 参数 .
激光 焊 接是 利 用 聚焦 后 的激 光 束 照射 到 金 属
影 响焊缝 质量 的 主要 激光 束参数 :光 束模 式 ; 光 束 质量 ;光 束 的横 截 面 能量 分 布 。光 束 模 式 决定 了 聚焦 点 上 的 能 量 分 布 ,对 激 光 加 工 具 有 重要 的影 响 。激 光束 为 G us 时 ,可 以获得 最 a s模 大 的 焊缝 深 宽 比 。光 束模 式 的 阶次 越 高 ,激 光 束 的 能量 分 布 越 发 散 ,焊 接质 量下 降 。 当激 光 束 为 D n t 时 ,可 以获 得较 大 的焊 缝 深宽 比 。 ou 模 激光 束 参 数 设 置 不 合 适 以及 激 光 冷 却 系 统 工作
切 尾 截 面 不平 ,遇 到钢 质 较 硬 时 ,还会 出现 剪 切 断 面 被 撕 裂 的 现 象 ,造 成 焊 后 内部结 构 不 严 密 ,焊缝 上表 面 出现 凹陷等焊 接缺 陷 。 夹 紧 台对 接 精 度 不 高 会 导 致 带钢 对 接 间 隙
过 大 或 偏 小 。 间 隙过 大 ,会 造 成 焊 缝上 表 面不
的不 稳 定 ,都 会 引 起 激光 功 率 的不 稳 定 ,进 而
表面 .利用其 巨大 的功率密度 ,使工件对接部
分 金 属 瞬 时气 化 并 在 束 流 压 力 和 蒸 气压 力 的共
同作 用下 形成 “ 孔” 小 。小孔 内的金属 蒸气 继续
在 高 功 率 密度 的激 光 作 用 下 产 生 电 离 ,从 而 在 小孔 上 部及 内部形 成一 定 浓度 的高温 等 离 子体 , 通 过 小 孔 效应 将 大 部 分 光 能 传 递 给 周 围 的材 料 使 其熔 透 ,在 激 光 束 的移 动 过 程 中 ,被 熔 透 的
自动化激光焊接的质量控制
自动化激光焊接的质量控制在现代制造业中,自动化激光焊接凭借其高精度、高速度、高质量等显著优势,已成为众多领域中不可或缺的关键工艺。
然而,要确保自动化激光焊接的质量稳定可靠,严格的质量控制措施必不可少。
自动化激光焊接的质量受到多种因素的影响。
首先是激光的参数,包括激光功率、脉冲宽度、频率等。
激光功率直接决定了焊接的能量输入,功率过高可能导致焊缝过度熔化、热影响区过大,功率过低则可能导致焊接不牢固。
脉冲宽度和频率则会影响焊接的热输入分布和焊缝的微观结构。
焊接材料的特性也是重要因素之一。
不同的材料具有不同的热导率、熔点和热膨胀系数。
例如,对于热导率高的材料,需要更高的激光功率和更短的脉冲宽度来实现有效焊接。
焊接接头的设计同样不容忽视。
合理的接头形式和尺寸能够减少焊接缺陷的产生,提高焊接强度。
此外,焊接过程中的保护气体种类和流量也会对焊接质量产生影响。
为了有效地控制自动化激光焊接的质量,需要采用一系列先进的检测技术。
视觉检测系统是常用的方法之一。
通过高分辨率的相机和图像处理算法,可以实时监测焊缝的形状、尺寸和表面质量。
对于焊缝内部的缺陷,如气孔、裂纹等,可以采用无损检测技术,如超声波检测和 X 射线检测。
在焊接过程中,实时监测和反馈控制至关重要。
通过传感器采集激光功率、焊接速度、温度等参数,并与预设的工艺参数进行对比。
一旦发现偏差,及时调整焊接参数,以确保焊接质量的稳定性。
工艺参数的优化是质量控制的核心环节之一。
这通常需要通过大量的实验和数据分析来实现。
可以采用正交试验设计等方法,研究不同工艺参数组合对焊接质量的影响,从而确定最优的工艺参数范围。
此外,设备的维护和校准也是保证焊接质量的重要措施。
定期对激光发生器、光学系统、运动控制系统等进行维护和校准,确保设备的性能稳定可靠。
操作人员的技能和素质也对焊接质量有着重要影响。
他们需要熟悉焊接设备的操作、工艺参数的调整以及质量检测方法。
定期的培训和技能考核能够提高操作人员的水平,减少人为因素对焊接质量的影响。
激光焊接速度对焊接质量影响规律
激光焊接速度对焊接质量影响规律下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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影响激光焊接质量的主要因素
影响激光焊接质量的主要因素1.焊接设备激光焊接设备通常由激光器、导光和聚焦系统组成。
1.1 激光器用于焊接的激光器主要有脉冲激光器和连续激光器。
最重要的性能是输出功率和光束质量。
焊接对激光器的质量要求最主要的是光束模式和输出功率的稳定性。
1。
1.1 光束模式光束模式阶数越低,光束的聚焦性能越好(即光束质量越好),光斑越小,相同激光功率下激光功率密度越高,焊接深宽比越大.图1 光束模式对焊接熔深的影响图2 功率密度对熔深的影响1。
1.2 输出功率稳定性激光器的输出功率稳定性越好,焊接一致性就越好。
1。
2 导光和聚焦系统导光和聚焦系统主要由光纤、准直(扩束)镜、反射镜和聚焦镜组成,实现传输光束和聚焦的功能。
这些光学零件,在大功率激光作用下,性能可能会劣化使透过率下降,产生热透镜效应(透镜受热膨胀焦距发生变化)。
如有表面污染,则会增加传输损耗甚至可能导致光学零件的损坏。
所以光学零件的质量,维护和工作状态监测对保证焊接质量至关重要。
2.工件状态2。
1 焊接工件的加工精度、装配精度以及清洁程度因为激光光斑小,焊缝窄,一般不加填充金属,如装配不严间隙过大,光束会穿过间隙不能熔化母材,或者引起明显的咬边、凹陷。
所以一般板材对接装配间隙和光斑对缝偏差均不应大于0.1mm,错边不应大于0.2mm。
当然对焊接质量要求更高的工件,其焊接工件的加工精度及装配精度也更高,尤其是焊接前的人工装配,要保证焊接位置的高低差、装配间隙和加工件的清洁程度。
2。
2 焊接工件的材料均匀性材料的均匀性是指物质的一种或几种特性具有同组分或相同结构的状态.材料的均匀性直接影响到材料的有效使用。
影响材料均匀性的因素有合金成分的分布、材料厚度等.合金元素的种类和含量本身就对焊接质量存在影响,其分布的均匀性直接影响到焊缝的一致性。
例如铝合金材料焊接时, 合金元素的分布不均匀,或者内部存在杂质的含量不同,容易出现焊接缺陷:炸孔、咬边及凹陷。
3.焊接工装夹具在激光焊接过程中,焊接工装夹具主要是将焊接工件准确定位和可靠夹紧,便于焊接工件进行装配和焊接,保证焊接结构精度,有效的防止和减轻焊接热变形。
激光焊接工艺的影响因素
北方片区专用激光焊接工艺的影响因素:1、激光光点相对于工件焊点的移动速度:F2、激光焊接机激光器的出光频率:f能量小的时候用大的速度,高的频率可以增加产量;但是如果能量大的话可能出现温度过高、飞溅等状况。
如果能量要求大,熔深要求很深,可以把速度放慢,频率放低进行焊接。
3、激光焊接机的最大电流值:W150系列、W200系列是700A 电源,型号:HWP10000,最大电流700A 不可调整,调整的部分是最大能量的百分比,通过操作面板控制。
(参考HPP700A 型电流放电波形可控式激光电源用户手册.doc )光纤焊接机可以通过触摸屏设置最大电流(最大350A ),PB 系列焊接机改为修改最大功率(0-6KW )4焦点位置:光斑最小点、能量最大点点焊时可以使用,或者小能量且要求点最小的时候负离焦位置:光斑略大,越远离焦点光斑越大适合深熔焊的连续焊接及深熔点焊正离焦位置:光斑略大,越远离焦点光斑越大适合表面封焊的连续焊接或者熔深要求不高的场合连续穿透焊的一般工艺控制:单点如果背面可以看到轻微变色的痕迹,那么在连续焊接的时候可以做到比较好的穿透焊结;如果背面看到明显的痕迹,甚至可以感觉到已经穿透,那么,在连续焊接的时候会飞溅,甚至出现一条深坑。
具体的要根据实际样品调整焦距和能量大小以及波形。
越薄的材料,所需要的光斑越小,否则就会出现焊穿的情况。
5、焊接波形:即每一次出光的激光能量变化过程脉宽(ms )能量(KW北方片区专用纵坐标能量的定义:根据设置的最大电流计算出的在此电流下的最大输出能量。
波形中按照此能量的百分比进行定义每段波形。
横坐标脉宽的定义:每一次出光时,激光持续光亮的时间。
激光的波形:每一次出光时,激光能量变化的过程。
每一段的具体含义如下:上升部分:缓慢融化部分,增加下一步焊接的熔深平行部分:焊接过程部分,完成焊接的过程,达到要求的深度下降部分:缓慢降温部分,处理表面效果,减少因急速降温引起的金属结构变化具体的波形定义根据实际情况选择,可能是一段:如不锈钢等,可能上两段:如模具补焊等,也可能是三段以上,如铜铝以及一些合金材料。
钢材化学成分对激光焊接的影响
钢材化学成分对激光焊接的影响引言激光焊接是一种高效、精准且广泛应用于工业制造领域的焊接技术。
钢材作为焊接常用材料之一,在激光焊接过程中,其化学成分对焊接质量和性能具有显著的影响。
本文将重点探讨钢材化学成分对激光焊接的影响因素及其机理。
影响因素及机理分析1.C元素含量碳含量是钢材中最重要的元素之一,对焊接性能有着重要影响。
当钢材中的碳含量过高时,易导致焊缝冷脆性增加,甚至引发裂纹。
而当碳含量过低时,焊接接头强度无法得到充分保证。
因此,在激光焊接过程中,适当控制钢材中的碳含量是确保焊接质量的关键之一。
2.添加元素除了C元素,钢材中还常含有其他添加元素,如S i、Mn、S、P等。
这些元素的含量和配比也会对激光焊接产生影响。
例如,添加一定量的硅元素可以提高焊缝的流动性和润湿性;锰元素的加入有助于提高焊缝的韧性和抗冲击性;硫和磷元素的增加则会降低焊缝的脆性。
因此,在激光焊接过程中,合理控制这些添加元素的含量及配比,能够优化焊接接头的性能。
3.不均匀性钢材的化学成分不均匀性也会对激光焊接产生重要影响。
由于钢材的冶炼过程中存在温度梯度和混炼不均匀等因素,导致钢材中的化学成分分布不均匀,从而影响焊接接头的质量。
在激光焊接前,需要对钢材进行充分的预处理,以减小不均匀性对焊接接头性能的影响。
4.温度效应激光焊接过程中,高温会对钢材的化学成分产生变化。
例如,碳元素会与氧发生反应,形成氧化物,进而影响焊接接头的力学性能。
此外,钢材在焊接过程中的快速冷却也会导致相变和组织改变,进而对化学成分和性能产生影响。
因此,在激光焊接中,需对温度效应进行合理控制,以保证焊接接头的质量。
结论钢材化学成分对激光焊接的影响是多方面的,包括C元素含量、添加元素的类型及含量、不均匀性和温度效应等。
合理控制这些因素,能够优化焊接接头的性能,并提高焊接质量。
因此,在实际工程中,针对具体的钢材材料,需要深入分析其化学成分对激光焊接的影响,从而制定出合理的工艺和参数。
软包锂电池极耳激光焊接质量影响因素与改善措施应用研究
软包锂电池极耳激光焊接质量影响因素与改善措施应用研究摘要:激光焊接作为一种低成本、高精度、高效率的非接触性焊接方式,在软包锂电池极耳焊接上已经被行业内普遍使用。
激光焊接质量的一致性和稳定性对企业产品生产的合格率和产品后续使用的可靠性有着重要的影响。
本文通过QC手法——鱼骨图,分析列举出影响焊接质量的要因,再通过对各要因的改善,来确保焊接质量的稳定性。
关键词:软包锂电池、极耳、激光焊接、质量、影响因素、改善措施引言软包锂电池极耳激光焊接在产品生产中是一个非常关键的工序,若激光焊接质量不稳定将直接影响到产品制程的合格率及报废率。
因为软包锂电池的极耳通常为较薄的铝箔和镀镍的铜,一旦焊接有问题,往往无法进行返修,将直接导致整个电池报废。
部分激光焊接缺陷是无法用眼睛识别的,如虚焊。
若没有有效的拦截方式,此类不良品很容易流入市场,影响到产品使用的可靠性。
所以对软包锂电池极耳激光焊接质量的管控至关重要。
1.锂电池极耳激光焊接原理软包锂电池极耳通常分为三种材料,正极的极耳使用铝(Al)材料,负极的极耳使用镍(Ni)材料或铜镀镍(Ni-Cu)材料。
极耳激光焊接就是通过激光优异的方向性、高度光束聚集性和高功率密度等特性进行工作,通过光学系统将激光束聚焦在较小的区域内,使极耳焊接处在极短的时间内形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊接的极耳与底层材料熔化,然后冷却凝固在一起形成整体焊痕,达到焊接效果。
2.影响焊接质量的因素与原因分析组织生产部、质量部、工程部、设备部相关人员从影响产品质量5要素(人、机、料、法、环)出发,结合现场生产的实际情况进行头脑风暴找出影响焊接质量的要因,并通过鱼骨图列举出来(见图1)。
图1:影响极耳激光焊接质量的鱼骨图3.影响焊接质量的各要因分析和整改措施3.1人员的作业手法和品质意识对激光焊接质量的影响3.1.1人员要因分析我们知道极耳激光焊接是通过激光聚焦在材料表面形成能量较高的热源使得上下层材料熔化再凝固在一起形成焊痕,达到焊接的效果。
激光脉冲焊接的工艺参数
激光脉冲焊接的工艺参数
激光脉冲焊接的工艺参数包括以下方面:
1.激光功率:激光功率是影响焊缝质量和焊接速度的重要参数。
激光功率越大,焊接速度越快,但过高的能量会导致焊接后出现裂纹和变形。
2.脉冲宽度:脉冲宽度是指激光发出的一个脉冲持续的时间。
脉冲宽度的选择需要根据所焊接材料的薄厚、材料的特性以及焊接速度等因素综合考虑。
3.重复频率:激光脉冲的重复频率会影响焊接速度和焊缝的质量。
一般来说,重复频率越高,焊接速度越快,但在某些情况下选择过高的频率可能会对焊缝质量产生不利的影响。
4.焦距:焊接时激光聚焦点的位置也是一个重要的参数。
焦点越靠近材料表面,焊接越容易;焦点深入材料内部可提高焊接质量及强度。
5.气体保护:激光焊接过程中需要使用惰性气体进行保护。
常用的惰性气体有氦气、氩气等。
气体的选择需要根据所焊接的材料、焊接环境等因素综合考虑。
气体流量和压力也是需要调整的参数。
6.传动速度:传动速度指激光焊接头沿着材料运动的速度。
传动速度的选择需要根据材料的薄厚、焊缝的要求以及所使用的激光功率等因素综合考虑。
以上是激光脉冲焊接的主要工艺参数,需要根据具体情况进行调整和选择,以达到理想的焊接质量和效果。
激光机作业中的激光焊接速度对焊缝质量的影响
激光机作业中的激光焊接速度对焊缝质量的影响激光焊接是一种常用的焊接方法,其高能密度、狭窄的热影响区以及快速的焊接速度使之在许多行业中得到广泛应用。
在激光焊接过程中,激光焊接速度作为一个重要的参数,直接影响焊接质量的好坏。
本文将从理论和实践两个方面探讨激光焊接速度对焊缝质量的影响。
一、理论分析激光焊接速度对焊缝质量的影响可从两个方面进行理论分析:热输入和固化行为。
1. 热输入焊接过程中的热输入是激光焊接速度对焊缝质量的重要影响因素之一。
焊接速度较快时,激光能量的输入时间较短,容易导致过快的熔化和冷却速度。
这样一来,焊接过程中的热量无法充分传递给焊缝区域,可能会引起焊接缺陷,如裂纹、气孔等,进而影响焊缝质量。
2. 固化行为焊接速度对焊缝的固化行为也有一定影响。
焊接速度较慢时,焊缝受到较长时间的热输入,有利于焊缝内部的晶粒长大和组织再结晶,从而提高焊缝的强度和韧性。
但是,焊接速度过慢会导致熔融池过度扩散,容易出现不稳定的焊缝形态和热应力集中,从而降低焊缝质量。
二、实践验证除了理论分析,实际的焊接实验也可以用来验证焊接速度对焊缝质量的影响。
以下是一些实例。
1. 实例一:焊接速度过快在一次激光焊接实验中,焊接速度较快时出现了明显的焊缺陷,包括气孔和裂纹。
经过分析发现,快速的焊接速度导致熔融池形成和冷却过程过快,热量无法充分传递和分散,从而导致焊缝内部的焊结构疏松和应力集中,形成缺陷。
2. 实例二:焊接速度适中在另一个激光焊接实验中,焊接速度选择适中,焊缝质量良好,无明显的焊接缺陷。
经过显微组织观察和力学性能测试,焊缝表现出较好的致密性和韧性。
以上实例表明,激光焊接速度对焊缝质量有直接的影响。
选取适当的焊接速度可以兼顾焊缝的强度和韧性。
三、结论综上所述,激光焊接速度对焊缝质量有显著的影响。
通过理论分析和实践验证,我们可以得出以下结论:1. 焊接速度较快时,易出现焊接缺陷,如气孔和裂纹。
这是由于过快的焊接速度导致热输入时间短,热量无法充分传递给焊缝区域。
激光焊接小知识
离焦量离焦量是激光焦点离作用物质间的距离。
在焊接过程中,离焦量对焊接质量的影响很大。
激光焊接通常需要一定的离焦量,因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。
离开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。
离焦方式按焦平面与工件的位置关系,可分为正离焦与负离焦,焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。
按几何光学理论,当正负离焦平面与焊接平面距离相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。
负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。
实验表明,激光加热50~200us材料开始熔化,形成液相金属并出现部分汽化,形成市压蒸汽,并以极高的速度喷射,发出耀眼的白光。
与此同时,高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心形成凹陷。
当负离焦时,材料内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,使光能向材料更深处传递。
所以在实际应用中,当要求熔深较大时,采用负离焦;焊接薄材料时,宜用正离焦。
当离焦较小时,就会产生较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。
因此,高功率密度对于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。
当离焦量适中,激光处于较低功率密度时,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。
焊接时,光束的聚焦特性(包括焦距和离焦量)对焊接质量有影响。
采用短焦距可获得较高的能量密度,光斑小,要求工件配合间隙要小。
长焦距能量密度低,焦距较大,但仍可维持一定的能量密度。
对接头定位的精度不高时,能量密度足够用于焊接时,可采用长焦距焊接。
焦平面位于工件上方的为正离焦,反之为负离焦。
正、负离焦量相等时,平面上的功率密度近似相同,但熔池形状不同。
在实际运用中,薄板焊接时,熔深小,适宜用正离焦;熔深较大时,采用负离焦,如果离焦太远效果也不明显,能量也比较容易分散。
通过调节离焦量可以在光束的某一截面选择一光斑直径使其能量密度适合于焊接。
激光焊接中各参数对焊接质量影响的研究
激光焊接中各参数对焊接质量影响的研究激光焊接是一种高效、高精度、非接触式的焊接方法,广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗器械等行业。
在激光焊接过程中,各种参数对焊接质量有着重要的影响。
本文将从激光功率、激光束品质、焊接速度等几个方面探讨各参数对焊接质量的影响。
首先,激光功率是激光焊接中最重要的参数之一、激光功率直接决定了焊接的能量密度,对焊缝的熔深、熔池形状等都有重要影响。
一般来说,激光功率越高,焊接的熔深越大,但过高的激光功率可能导致焊缝熔化过度,出现熔穿等质量问题。
因此,选择适当的激光功率是保证焊接质量的关键。
其次,激光束品质也是影响焊接质量的重要参数。
激光束的形状、光斑大小、光斑均匀度等都会影响焊接质量。
如果激光束品质不好,比如光斑不均匀、光斑畸变等,就会导致焊缝质量不稳定,甚至出现焊接缺陷。
因此,对于激光束品质的控制非常重要,可以通过合理设计激光器、光束整形系统等手段来改善激光束品质。
另外,焊接速度也是影响焊接质量的关键参数之一、焊接速度的快慢直接影响焊接熔池的冷却速度,从而影响焊缝的熔合情况。
一般来说,焊接速度越快,焊缝质量越差,因为熔池没有足够的时间来充分熔化基材,容易产生裂纹、夹杂物等缺陷。
但是,焊接速度过慢也会导致熔池过度烧蚀,影响焊缝质量。
因此,在激光焊接中,需要根据具体工艺要求选择合适的焊接速度以保证焊接质量。
此外,材料的选择和准备也对激光焊接质量有着重要的影响。
材料的熔点、熔化性能等直接决定了焊接过程中材料的熔化情况。
而材料的表面质量、尺寸、几何形状等也会影响焊接过程中的熔池形状和熔池与基材的结合情况。
因此,对材料的选择和准备要进行充分的研究和优化,以满足焊接质量的要求。
总结起来,激光焊接中各参数对焊接质量的影响十分复杂,需要通过系统的实验研究来获得。
对于激光功率、激光束品质、焊接速度等参数,需要在保证焊缝质量的前提下进行优化选择,确保焊接质量的稳定性和一致性。
此外,材料的选择和准备也是影响焊接质量的重要因素,需要根据具体的焊接工艺和要求进行合理的选择和优化。
影响激光焊接质量的主要因素
影响激光焊接质量的主要因素影响激光焊接质量的因素很多.其中一些极易波动,具有相当的不稳定性。
如何正确设定和控制这些参数,使其在高速连续的激光焊接过程中控制在合适的范围内,以保证焊接质量首先是焊缝成形的可靠性和稳定性,是关系到激光焊接技术实用化、产业化的重要问题。
以板材对接单面焊双面成形工艺为例,影响激光焊接质量的主要因素分焊接设备,工件状况和工艺参数三方面.1 焊接设备对激光器的质量要求最主要的是光束模式和输出功率及其稳定性。
光束模式是光束质量的主要指标,光束模式阶数越低,光束聚焦性能越好,光斑越小,相)或低阶模,同激光功率下功率密度越高,焊缝深宽越大。
一般要求基模(TEM00否则难以满足高质量激光焊接的要求。
虽然目前国产激光器在光束质量和功率输出稳定性方面用于激光焊接还有一定困难。
但从国外情况来看,激光器的光束质量和输出功率稳定性已相当高,不会成为激光焊接的问题。
光学系统中影响焊接质量最大的因素是聚焦镜,所用焦距一般在127mm(5in)到200mm(7.9in)之间,焦距小对减小聚焦光束腰斑直径有好处,但过小容易在焊接过程中受污染和飞溅损伤。
2.工件状况激光焊接要求对工件的边缘进行加工,装配有很高的精度,光斑与焊缝严格对中,而且工件原始装配精度和光斑对中情况在焊接过程中不能因焊接热变形而变化。
这是因为激光光斑小,焊缝窄,一般不加填充金属,如装配不严间隙过大,光束能穿过间隙不能熔化母材,或者引起明显的咬边、凹陷,如光斑对缝的偏差稍大就有可能造成未熔合或未焊透。
所以,一般板材对接装配间隙和光斑对缝偏差均不应大于0.1mm,错边不应大于0.2mm。
当焊缝较长时,焊前的准备难度很大,普通剪床F料一般不能满足要求.必须经过机械加工或用高精度剪床剪切,还必须根据具体工件情况设计合适的精密胎夹具。
实际生产中,有时因不能满足这些要求,而无法采用激光焊接技术。
3.焊接参数(1)对激光焊接模式和焊缝成形稳定件的影响焊接参数中最主要的是激光光斑的功率 密度,它对焊接模式和焊缝成形稳定性影响如下:随激光光斑功率密度由小变大依次为稳定 热导焊、模式不稳定焊和稳定深熔焊1][2],其产生条件和焊缝成形特征如表2所示。
影响激光焊接的参数
影响激光焊接的参数激光焊接是一种高能密度焊接技术,通过激光束的瞬时加热使焊接材料熔化并连接在一起。
激光焊接的质量和效率受到许多参数的影响,以下是其中一些重要的参数及其影响。
1.激光功率:激光功率是影响激光焊接的最重要参数之一、较高的激光功率可以提供更大的加热能量,从而加速焊接速度和提高焊缝质量。
然而,过高的功率可能导致焊接过程中的材料融化和汽化,导致焊接质量下降。
2.激光模式:激光模式是指激光束的空间分布。
通常使用的激光模式有高斯模式和顶帽模式。
高斯模式具有更高的能量密度,适用于焊接较小的焊缝和精细部件。
顶帽模式可提供更大的均匀加热区域,适用于焊接较大的焊缝。
3.扫描速度:扫描速度是指激光束在焊接过程中移动的速度。
较高的扫描速度可以减少焊接热影响区域,降低变形和应力集中的风险。
然而,过高的扫描速度可能导致焊缝质量下降。
4.焦聚距离:焦聚距离是指激光束从透镜到焊接材料的距离。
焦距的选择影响焦点大小和焦点深度。
较小的焦点可提供更高的能量密度,适用于焊接较小的焊缝和精细部件。
较大的焦点适用于焊接较大的焊缝。
5.辅助气体:在激光焊接过程中,通常使用辅助气体来保护熔池和激光光路。
常用的辅助气体有氩气、氮气和氢气等。
辅助气体可以有效保护熔池免受大气中的氧化物污染,并帮助消除焊接过程中产生的气孔。
6.材料选择:焊接材料的选择也会对激光焊接过程产生影响。
相对来说,较低的反射率和透射率使得焊接材料更适合激光焊接。
激光焊接适用于很多材料,如金属、塑料和陶瓷等。
总的来说,以上参数都会对激光焊接的质量和效率产生重要影响。
合理选择和优化这些参数可以提高焊接质量,减少变形和提高效率。
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影响激光焊接质量的主要因素1.焊接设备
激光焊接设备通常由激光器、导光和聚焦系统组成。
1.1 激光器
用于焊接的激光器主要有脉冲激光器和连续激光器。
最重要的性能是输出
功率和光束质量。
焊接对激光器的质量要求最主要的是光束模式和输出功
率的稳定性。
1.1.1 光束模式
光束模式阶数越低,光束的聚焦性能越好(即光束质量越好),光斑越小,
相同激光功率下激光功率密度越高,焊接深宽比越大。
图1 光束模式对焊接熔深的影响
图2 功率密度对熔深的影响
1.1.2 输出功率稳定性
激光器的输出功率稳定性越好,焊接一致性就越好。
1.2 导光和聚焦系统
导光和聚焦系统主要由光纤、准直(扩束)镜、反射镜和聚焦镜组成,实现传输光束和聚焦的功能。
这些光学零件,在大功率激光作用下,性能可能会劣化使透过率下降,产生热透镜效应(透镜受热膨胀焦距发生变化)。
如有表面污染,则会增加传输损耗甚至可能导致光学零件的损坏。
所以光学零件的质量,维护和工作状态监测对保证焊接质量至关重要。
2.工件状态
2.1 焊接工件的加工精度、装配精度以及清洁程度
因为激光光斑小,焊缝窄,一般不加填充金属,如装配不严间隙过大,光
束会穿过间隙不能熔化母材,或者引起明显的咬边、凹陷。
所以一般板材
对接装配间隙和光斑对缝偏差均不应大于0.1mm,错边不应大于0.2mm。
当然对焊接质量要求更高的工件,其焊接工件的加工精度及装配精度也更
高,尤其是焊接前的人工装配,要保证焊接位置的高低差、装配间隙和加
工件的清洁程度。
2.2 焊接工件的材料均匀性
材料的均匀性是指物质的一种或几种特性具有同组分或相同结构的状态。
材料的均匀性直接影响到材料的有效使用。
影响材料均匀性的因素有合金
成分的分布、材料厚度等。
合金元素的种类和含量本身就对焊接质量存在
影响,其分布的均匀性直接影响到焊缝的一致性。
例如铝合金材料焊接时,
合金元素的分布不均匀,或者内部存在杂质的含量不同,容易出现焊接缺
陷:炸孔、咬边及凹陷。
3.焊接工装夹具
在激光焊接过程中,焊接工装夹具主要是将焊接工件准确定位和可靠夹紧,
便于焊接工件进行装配和焊接,保证焊接结构精度,有效的防止和减轻焊接
热变形。
4.焊接工艺参数
影响焊接质量的焊接工艺参数主要有激光输出功率、焊接速度、激光波形、
脉冲宽度、离焦量和保护气体。
4.1 激光输出功率、焊接速度对熔深的影响
图3中,1、2、3分别为1mm、3mm、10mm/s的焊接速度时熔化深度曲线,
可以看出在一定的激光功率下,提高焊接速度,则热输入下降,焊接熔深减小。
对于不同的激光功率密度,要达到要求的熔化深度需选择不同的焊接速度。
图3 激光焊接不锈钢时功率与焊接速度、熔化深度的关系
4.2 激光波形
激光波形主要有脉冲激光器常用的脉冲波形和连续焊接时的缝焊波形。
4.2.1脉冲波形对焊接质量的影响(针对脉冲激光器)
4.2.1.1对于焊接铜、铝、金、银高反射材料时,为了突破高反射率的屏障,可
以利用带有前置尖峰的激光波形,如图4。
图4 前置尖峰的激光波形
但这种波形在高重复率缝焊时不宜采用,容易产生飞溅,形成不规则的
孔洞。
宜采用梯形波,如下图5:
图5 梯形波
4.2.1.2 对于铁、镍等黑色金属,表面反射率低,宜采用矩形波或缓衰减
波形,如下图6所示:
图6 缓衰减波形
4.2.2 连续焊接时的缝焊波形
缝焊波形就是激光功率随焊接时间变化的曲线。
在材料要求焊接密封时此波形尤为重要。
在焊接开始时激光功率缓慢上升,结束时缓慢下降,如图 7;在连续激光器焊接时,结尾处出现的凹坑,宜采用此波形,减小凹坑程度,以达到焊接效果,如图7所示。
图7 连续焊接时的缝焊波形
a) 未设置波形 b) 波形设置后
图8 焊缝收尾处的表面形貌
4.3 脉冲宽度(针对脉冲激光器)
激光的脉冲宽度针对YAG固体激光器来说是焊接的重要参数之一,它决定材料是否熔化,为了保证激光焊接中材料表面不出现强烈气化,一般假定在脉冲终止时材料表面温度达到沸点。
脉宽越长,焊点直径越大,相同的工作距离时,熔深越深。
4.4 离焦量
激光焊接时通常需要一定的离焦量,因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。
离开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。
离焦方式有两种:正离焦和负离焦。
焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。
焊接薄材料时宜采用正离焦,需要较大熔深时宜采用正离焦。
图9 离焦方式
在一定的激光功率和焊接速度下,当焦点处于最佳焊接位置范围内时,可以获得最大熔深和好的焊缝形状。
4.5 保护气体
保护气体的种类、气体流量及吹气方式也是影响焊接质量的重要焊接工艺
参数之一。
4.5.1 常用的保护气体有氮气N2、氩气Ar、氦气He以及氩气和氦气的混合气体。
通常情况下,焊接碳钢时宜采用Ar,不锈钢宜采用N2,钛合金宜采用
He,铝合金宜采用Ar和He的混合气体。
4.5.2 气体流量的大小需根据实际焊接情况而定。
在采用大功率连续激光器焊
接时,通常采用的气流量较脉冲激光器焊接时的气流量大。
4.5.3 吹气方式分为侧吹和同轴吹两种。
小功率焊接时可采用同轴吹气,大功
率连续焊接时建议采用侧吹方式。
4.5.4 保护气体的作用
4.5.4.1 在激光焊接过程中,容易产生等离子体。
等离子体对激光有吸收、折
射和反射的作用。
通常可采用保护气体驱除或削弱。
4.5.4.2 提高焊缝的冷却速度。
4.5.4.3 降低焊缝表面氧化程度。
4.5.4.4改善焊缝表面形貌。
结论
综合以上的分析,要在高速连续的激光焊接过程中,并在合适的范围内,保证焊接质量,如焊缝成形的可靠性和稳定性,确保焊接质量,一方面需采用光束质量和激光输出功率稳定性好的激光器和采用高质量、高稳定性的光学元件组成其导光聚焦系统,并经常维护,防止污染,保持清洁,并适当对工件进行预处理;另一
方面要确保工件的加工精度和装配精度,并且针对不同的加工材料分别设定不同的激光加工参数,选择合适的激光功率、焊接速度、激光波形、离焦量和保护气体,根据不同焊接效果优化加工参数,提高激光焊接质量的可靠性和稳定性。