激光焊接原理讲解-共12页
激光焊接机的原理
激光焊接机的原理作为一种现代化的焊接技术，激光焊接已经在各种行业中被广泛应用。
它的成功离不开它独特的工作原理。
本文将详细解析激光焊接机的工作原理。
一、激光焊接简介激光焊接旨在利用激光束的高聚焦能力，将能量精确地聚焦在一个非常小的区域内，从而使两个物体粘合在一起。
用于激光焊接的激光器非常强大，能够产生高能量密度，使金属表面瞬间熔化。
当激光束在母材中扫过时，会在焊缝地区形成一个熔融坑。
这个熔融坑以非常高的速率冷却，从而形成一个牢固的焊缝，并能够保留所焊接材料的各种有益物理特性。
二、激光焊接机的技术原理1. 激光产生激光焊接机使用激光器发生器产生高强度、高能量的激光束。
激光器发生器中包含一个激光介质，例如Nd：YAG或Nd：YVO4晶体。
在正常条件下，这些晶体中的粒子处于低能量状态，而经过特定的处理后，激发它们并将它们转移到高能量状态。
当这些粒子返回到低能量状态时，它们会放出一种特殊的能量形式——激光束。
2. 激光束激光束是由激光器发生器产生的，它的波长通常在400nm到1064nm之间。
激光束由激光器发生器中的反射镜反射并集中在透镜上，进而形成高密度、高强度的光束。
通过透镜调焦，可以将激光束精密地聚焦到小于0.2mm的焦点。
3. 板材熔化激光束焦点经由对焊件（例如板材）的扫描或自由移动，以产生分化，其功率密度高于材料的熔化点，从而在扫描过程中的瞬间在工件表面形成一定深度的熔池。
通过对激光束、扫描速度和加工监控等核心参数进行控制，可以确保焊缝的深度和宽度。
4. 累积形成焊缝在建造焊缝的过程中，激光焊接机通过缓慢移动激光光束并剥离一层层，逐个建造焊缝的部分。
在光斑运动的时间内，银合金流体持续加入到光斑，因为银是难熔液体，所以从光斑周围的光斑内推动挤压，光束中的盐类,即镁和氯化物溶解到熔体中，保证了光斑和银之间的黏附。
完成焊缝后，光束向其余焊接部分移动，以逐步焊接整个工件。
总之，通过连续控制激光束的位置和强度，利用金属材料迅速熔化并重新凝固，就能快速、准确地完成焊接工作。
激光焊接原理讲解
激光焊接也是激光技术发展的一种，她在制造业种的应用不亚于激光打标机、激光切割机，今天我们来了解一下的她的基本原理：1.用激光束作为热源的焊接方法。
焊接时，将激光器发射的高功率密度(108～1012 瓦/厘米2 )的激光束聚缩成聚焦光束，用以轰击工件表面，產生热能，熔化工件(见图激光焊示意图)。
2.激光束是具有单一频率的相干光束，在发射中不产生发散，可用透镜聚缩为一定大小的焦点(直径为0.076～0.8毫米)。
小焦点激光束可用于焊接﹑切割和打孔﹔大焦点激光束可用于材料表面热处理。
激光束可利用反射镜任意变换方向，因而能焊接一般焊接方法无法接近的工件部位。
如采用光导纤维引导激光束，则更能增加焊接的灵活性。
激光器分固体激光器和气体激光器。
固体激光器所用材料为红宝石﹑釹玻璃等。
固体激光器输出能量小，约为1～50焦耳，产生脉冲激光，其加热脉冲持续时间极短(小于10毫秒)，因而焊点可小到几十至几百微米，焊接精度高，适于0.5毫米以下厚度的金属箔片的点焊﹑连续点焊或直径0.6毫米以下的金属丝的对接焊，固体激光器广泛用于焊接微型﹑精密﹑排列密集﹑对受热敏感的电子元件和仪器部件。
气体激光器所用材料为二氧化碳或氬离子气等，功率大(15～25000瓦)，可产生连续激光，能进行连续焊接，可焊0.12～12毫米厚的低合金钢﹑不锈钢﹑镍﹑鈦﹑铝等金属及其合金。
小功率二氧化碳激光器还可焊接石英﹑陶瓷﹑玻璃和塑料等非金属材料。
激光焊件质量高，有时超过电子束焊焊件的质量。
激光焊接机，，特别是大功率激光焊接机，成本高，效率甚低，一般只达5～10％，最佳为20％，穿透能力也不及电子束。
但用激光束可在空气中或保护气体中焊接，比电子束焊方便。
激光焊接基本原理讲解
激光焊接基本原理讲解激光焊接是一种高能密度、高速度、高精度的焊接技术，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子制造、通信设备等领域。
激光焊接基本原理主要包括光学原理、热传导原理、材料相互作用原理和焊接过程控制原理。
光学原理是激光焊接的基础。
激光是一种特殊的光束，具有单色性、相干性和方向性。
激光器通过电子激发的方式产生一束具有高能量密度的光，然后经过光束整形、光束传输和光束聚焦等步骤，将光束聚焦到焊接接头上，形成一个焦点，使焊接接头处的工件局部加热至熔化或变软状态。
热传导原理是激光焊接中的重要因素。
激光焊接是通过加热工件表面使其熔化，并通过热传导使熔化区域扩散到接缝两侧，实现焊接连接。
当激光束聚焦到焊接接头上时，光能被吸收并转化为热能，工件表面温度迅速升高，超过了金属的熔点，从而使接头处的金属熔化。
然后，由于热传导作用，熔化区域的温度逐渐降低，热量向接头两侧传导，使熔化区域逐渐扩散到接头两侧的工件上，最终形成一道连续的焊缝。
材料相互作用原理是指激光和材料之间的相互作用过程。
激光通过与工件表面相互作用，使金属吸收激光能量并转化为热能，从而引发熔化和变形。
金属在激光束的作用下，表面的氧化物和附着物会蒸发或溶解，使金属表面得到净化。
同时，激光还能通过与金属表面的反射和散射以及与烟雾或气体的相互作用，影响激光束的传输和能量聚焦效果。
焊接过程控制原理是激光焊接的关键。
激光焊接过程中，需要控制激光功率、焦距、焊接速度和焊接时间等参数，以实现理想的焊接效果。
激光功率直接影响焊接接头的熔化和热影响区大小，过高或过低的功率都会影响焊接质量。
焦距决定焦点的位置和焦点大小，过大或过小的焦距都会导致焊接效果不理想。
焊接速度和焊接时间决定了焊缝的宽度和深度，过快或过慢的速度都会对焊接质量产生影响。
综上所述，激光焊接基本原理包括光学原理、热传导原理、材料相互作用原理和焊接过程控制原理。
通过理解和控制这些原理，可以实现高能量密度、高速度和高精度的激光焊接，提高焊接质量和生产效率。
激光焊接机的工作原理讲解
激光焊接机的工作原理讲解
首先，激光器会发射出一束高能量的激光光束。
这个激光光束是由一
束相干光束经过准直、扩束和聚焦透镜等光学器件处理后得到的。
准直、
扩束和聚焦透镜可以调整光束的直径和焦点位置，以满足不同焊接需求。
当激光光束照射到金属材料表面时，它会被吸收并转化为热能。
这个
过程主要依靠激光光束与金属材料的能量吸收系数以及光束的功率来决定。
当光束功率足够高时，金属表面温度会迅速升高。
当金属材料表面温度升高到熔点以上时，材料就会熔化并形成液态区域。
这个液态区域称为熔池。
激光焊接机通过控制激光的功率、焦点位置
和工作速度来控制熔池的形成和大小。
在焊接过程中，激光焊接机通常采用自动焊接模式。
焊接工件通过数
控机床或焊接机械手等设备来控制焊接路径。
激光焊接机会根据预设的焊
接路径，在金属材料上形成一条或多条焊缝。
同时，通过精确控制激光束
的功率和焦点位置，可以实现焊接的深度和质量控制。
总结来说，激光焊接机的工作原理是通过发射高能量激光光束，将光
能转化为金属材料的热能，使其熔化并形成焊缝。
控制光束的功率、焦点
位置和工作速度，可以实现焊接路径的控制和焊接质量的调整。
激光焊接
机具有高效、精确、自动化程度高等优点，广泛用于各种金属材料的焊接。
激光焊原理
激光焊原理
激光焊原理是利用激光束的高能量和高密度特性，通过焦点聚焦到焊接点上，将焊接材料加热至熔化，形成液态池，然后通过激光束的热传导和熔池的表面张力来实现材料的熔合和焊接。
具体而言，激光束在光学系统的聚焦下变成一个焦点极为集中的小点，激光焦斑的直径通常在0.1-2mm之间。
当光束照射
到焊接材料上时，光能被材料吸收，并在焦点附近转变为热能。
激光焊的过程可以分为熔化、融合和凝固三个阶段。
首先，在激光束照射下，焊接材料吸收光能并逐渐升温。
当温度达到材料的熔点时，熔化现象开始出现，形成一个液态池。
此时，激光束的热传导作用使熔池的温度保持在一定范围内，以保证熔池的稳定。
同时，激光束的能量也能提供熔池的充足热量，以保证焊接缝的深度和宽度。
接着，在熔池形成后，焊接材料开始融合。
激光束的能量在熔池内产生引导力和表面张力，使熔池内的液态金属发生融合，并将两个相邻的金属材料连接在一起。
焊接缝的形成取决于激光束的照射时间和功率。
通过调节这些参数，可以控制焊缝的形状和尺寸。
最后，在熔化和融合阶段之后，焊接材料开始凝固并形成焊接接头。
这里的凝固过程非常重要，因为它决定了焊接接头的质量和性能。
准确控制焊接过程中的温度和冷却速率，可以确保焊接接头具有良好的结晶态结构，避免产生缺陷和变形。
总的来说，激光焊原理通过激光束的照射和焦散，将焊接材料
加热至熔点并形成液态池，通过熔池的融合和凝固来实现材料的焊接。
激光焊具有高能量密度、高聚焦性和精确的热效应等优点，适用于许多材料的焊接应用。
激光焊接基本原理讲解
一、激光基本原理1、 LASER 是什么意思Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅的英语开头字母2、激光产生的原理激光――“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。
处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。
为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向性。
含有钕 (ND的 YAG 结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为 1.064um 的近红外光。
这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。
YAG 晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。
3、激光的主要特长a 、单色性――激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光 (波长、频率b 、方向性――激光传播时基本不向外扩散。
c 、相干性――激光的位相 (波峰和波谷很有规律,相干性好。
d 、高输出功率――用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。
二、 YAG 激光焊接激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。
通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。
常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。
前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。
后者主要用于大厚件的焊接和切割。
l 、激光焊接加工方法的特征A 、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。
B 、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。
C 、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、特种材料。
激光焊的工作原理
激光焊的工作原理
激光焊是一种高能量密度焊接技术，其工作原理基于激光束的聚焦和高能量激光的热效应。
下面是激光焊的工作原理：
激光发射：激光器产生高强度、高能量密度的激光光束。
聚焦：通过透镜或反射镜等光学元件，将激光光束聚焦成一个小的焦点，使能量密度大大增加。
热效应：激光束照射到焊接材料上时，激光能量被吸收，转化为热能。
这会导致焊接材料局部升温。
熔化：焊接材料在高温的激光照射下熔化，并形成一个熔池。
填充和合固：如果需要，可以在熔池中添加填充材料。
当焊接材料冷却时，填充材料和原材料合固在一起，形成焊接接头。
焊缝形成：激光束在焊接材料上移动，焊接材料逐渐熔化和凝固，形成焊缝。
激光焊具有高精度、高速度和小热影响区等优点。
它在工业制造、汽车制造、航空航天等领域得到广泛应用。
由于激光焊具有较高的能量密度，对操作人员和设备的安全要求较高，因此在使用激光焊技术时需要严格遵守安全操作规程。
激光焊接 原理
激光焊接原理激光焊接原理激光焊接是一种高精度、高效率的焊接方法，广泛应用于工业制造领域。
其原理是利用激光束的高能量密度和聚焦性，将材料加热至熔化点，使其发生熔合。
下面将详细介绍激光焊接的原理及其应用。
一、激光焊接的原理1. 激光的特性激光是一种具有高度聚焦性和单色性的光束，其能量密度高，可在短时间内提供足够的热量使材料熔化。
激光的单色性使其具有较小的光斑直径，从而实现高精度的焊接。
2. 热传导与熔池形成激光束照射到工件表面后，被吸收的能量迅速转化为热能，使工件表面局部区域升温。
热能通过热传导向周围区域传递，使材料迅速达到熔点。
同时，激光束的高能量密度使熔化的材料形成一个熔池，通过熔池的流动和混合，实现焊接。
3. 激光焊接的方式激光焊接可分为传导式焊接和深熔焊接两种方式。
传导式焊接是指激光束透过工件表面，照射到焊缝上方，热量通过热传导实现焊接。
深熔焊接是指激光束直接照射到焊缝上，使其瞬间加热至熔化点，形成深熔池，然后通过熔池的流动实现焊接。
二、激光焊接的应用1. 金属焊接激光焊接广泛应用于金属焊接领域，如汽车制造、航空航天、电子设备制造等。
激光焊接具有热影响区小、焊缝质量高、焊接速度快等优点，能够满足高精度、高强度的金属焊接需求。
2. 塑料焊接激光焊接也可用于塑料焊接。
塑料焊接通常采用透明塑料，激光束透过塑料表面照射到焊接区域，使其迅速加热至熔化点，然后通过熔池的混合实现焊接。
激光焊接可实现高强度的塑料焊接，广泛应用于光学器件、医疗器械等领域。
3. 精密焊接激光焊接由于其高度聚焦性和高能量密度，可实现微小尺寸的焊接。
这使得激光焊接成为精密器件的理想焊接方法，如电子器件、微电子封装等领域。
4. 自动化焊接激光焊接可与机器人技术相结合，实现自动化生产。
激光焊接的高精度和高效率使其成为自动化焊接的重要技术，可广泛应用于汽车制造、电子设备制造等领域，提高生产效率和产品质量。
总结：激光焊接是一种高精度、高效率的焊接方法，其原理基于激光束的高能量密度和聚焦性。
激光焊接工作原理
激光焊接工作原理
激光焊接是一种将高能量激光束聚焦到焊接接头上，通过瞬间熔化工件表面并使其融合的焊接方法。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 激光产生：激光装置通过激光电源提供能量，使激光器中的活性物质（如气体、晶体等）被激发，从而产生激光束。
2. 激光传输：激光束经由光学系统进行准直、聚束和对焦，最终使激光束能量在焊接点上集中。
3. 材料熔化：激光束照射到工件表面时，其高能量激光被吸收并转化为热能。
随着激光束的照射，焊接接头表面的材料迅速加热，达到熔点并熔化。
4. 熔化池形成：在材料熔化的同时，激光束的热量通过传导、对流和辐射传递到周围的区域，形成一个熔化池。
熔化池中的熔化材料可以在激光照射停止后得到冷却和凝固，形成坚固的焊缝。
5. 焊接控制：激光焊接过程中，可以通过控制激光束的功率、焦点位置和照射时间等参数，对焊接质量进行调控和控制。
总的来说，激光焊接工作原理是利用激光束的高能量将焊接接头表面的材料加热至熔点并熔化，形成熔池后迅速冷却固化，最终实现焊接效果。
这种焊接方法具有高能量密度、局部集中、焊缝狭窄等特点，广泛应用于各种金属材料的焊接。
激光焊接原理
激光焊接原理
激光焊接是利用激光光束聚焦在焊接处，加热至融合温度，使焊接材
料或表面处的局部金属汽化形成液态，然后熔接到一起，添加必要的一些
添加剂而形成一个完整焊缝的过程。
激光焊接的主要特点是焊缝中无任何
污染物，焊接处可以实现的低温焊接，焊接深度可控，焊接速度可控，焊
接上厚度可控，有较广的材质可选择，焊接效果好，可重复焊接，有良好
的可追溯性和防止重复焊接等特点。
激光焊接的工作原理是：先将一个特
定频率的激光光束进行变形成锥形，然后将其射向焊接处，焊接处受到聚
焦光束的热量辐射，使焊接处达到溶化温度；然后，在此基础上以液态金
属材料来完成焊接，使对接部位形成抗拉强度，因此形成微缝的焊接处。
激光焊接技术的特点是能够保证焊接处的纯度，焊接处能够实现低温焊接，焊接深度可控，焊接速度可控，焊接厚度可控，有良好的可追溯性和防止
重复焊接等特点。
激光焊接工作原理
激光焊接工作原理
激光焊接是利用高能密度的激光束将工件表面局部加热至熔化或汽化温度，使两个工件的接触面或接缝处发生冷却后的凝固结合过程。
其工作原理包括以下几个方面：
1. 光能的聚焦：激光束通过激光器和光学系统进行聚焦，使激光能量聚集到一个较小的焦点上，以增加光子密度和能量密度。
2. 材料吸收能量：激光束照射到工件表面后，会被工件所吸收。
吸收能量的程度取决于材料的吸收系数，即材料对激光的吸收能力。
吸收能量后，工件表面的温度会升高。
3. 热传导：激光束照射到工件表面后，热量会通过热传导方式向周围传递。
热传导速度取决于材料的热导率和热传导路径的长度。
在焊接过程中，传导热量可以使接缝两侧的材料加热至熔化温度。
4. 熔化和混合：当工件表面的温度高到足以使材料熔化时，激光束的能量会使接缝两侧的材料熔化并混合在一起。
这种混合会形成一层熔池，该熔池会随着激光束或工件的移动而沿接缝线逐渐移动。
5. 冷却和凝固：当激光束停止照射时，熔池会逐渐冷却并凝固。
冷却过程中，熔池内的材料会重新固化，并与周围的材料形成焊缝。
凝固结构的性质和焊接质量取决于凝固速率、熔池形状以及材料的特性。
总之，激光焊接利用高能密度的激光束将工件表面局部加热，使材料熔化并形成熔池，冷却后熔池固化形成焊缝，从而实现工件的焊接。
激光焊接技术原理
激光焊接技术原理
激光焊接技术是利用激光束的高能量密度和高准直性进行焊接的一种先进的焊接技术。
它是将高能激光束对焊接接头进行瞬间加热，使焊缝两侧的金属材料迅速熔化，并形成均匀的熔池。
当激光束停止照射后，熔池迅速凝固，形成焊缝。
激光焊接技术具有以下几个基本原理：
1. 焦聚原理：激光束通过透镜或反射镜等光学元件进行聚焦，将光束能量集中在焊接接头上的一个小区域内，形成高能量密度的光斑。
这样可以使焊接接头迅速加热到熔化温度。
2. 吸收原理：金属材料对于激光的吸收能力与其表面的光学特性有关，如光学吸收率、反射率等。
激光束一般选择与焊接金属材料的波长吻合的激光，以提高其在金属表面的吸收率，从而实现高效的能量转换。
3. 反射原理：激光束在金属表面的反射情况对焊接质量有重要影响。
焊接接头表面应保持干净，并且需要适当的焊接角度来减少反射。
同时，适当的选择激光功率和焊接速度可以改善焊接接头表面的反射情况。
4. 池形成与液态传递：激光加热会使焊接接头瞬间熔化，形成液态金属熔池。
熔池会受到激光束和焊接速度等因素的影响，形成不同形状和尺寸的熔池。
激光束的运动和焊接速度会影响熔池的尺寸和形态，并且对接头的焊接质量和力学性能有重要影响。
通过控制激光束的焦距、功率、光斑形状等参数，可以实现对焊接接头的精确控制。
激光焊接技术具有热影响区小、焊接速度快、形变小、熔深大、焊缝质量高等优点，广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备、激光制造等领域。
激光焊接原理
激光焊接原理激光焊接是激光与非透明物质相互作用的过程，这个过程表现为反射、吸收、加热、熔化、气化等现象。
(l)光的反射及吸收光束照在清洁磨光的金属表面时，都存在着强烈的反射。
金属对光束的反射能力与它所含的自由电子密度有关，自由电子密度越大，即电导率越大，反射本领越强。
对同一种金属与入射光的波长有关。
波长较长的红外线，主要与金属中的自由电子发生作用，而波长较短的可见光和紫外光除与自由子作用外，还与金属中的束缚电子发生作用，而束缚电子与照射光用的结果则使反射率降低。
总之，对于同一金属，波长越短，反射率越低，吸收率越高。
（2)材料的加热一旦激光光子入射到金属晶体，光子即与电子发生非弹性碰撞，光子将能量传递给电子，使电子由原来的低能级跃到高能级。
与此同时，金属内部的电子问也在不断相互碰撞。
每个电子两次碰撞间的平均时间间隔为10-13s的数量级，因此吸收了光子而处于高能级的电子将在与其他电子的碰撞以及晶格的相互作用中进行能量的传递，光子的能量最终转化为晶格的热振动能，引起材料温升高，改变材料表面及内部温度。
(3)材料的熔化及气化激光焊接时材料达到熔点所需时间为微秒级；脉冲激光焊接时，当材料表面吸收的功率密度为105W/cm2时，达到沸点的典型时间为几毫秒；当功率密度大于106 W/cm2时，被焊材料会产生急剧的蒸发，在连续激光深熔焊接时，正是由于蒸发存在，蒸气压力和蒸气反作用力等能克服熔化金属表面张力功以及液体金属静压力而形成小孔。
小孔类似于黑体，它有助于对光束能量的吸收，显示出“壁聚焦效应”。
由于激光束聚焦后不是平行光束，与FL壁间形成一定的入射角，激光束照射到孔壁上后，经多次反向而达到孔底，最终被完全吸收。
(4)激光作用终止，熔化金属凝固焊接过程中，工件和光束进行相对运动，由于剧烈蒸发产生的强驱动力，使小孔前沿形成的熔化金属沿某一角度得到加速，在小孔的近表面处形成旋涡。
小孔后方液体金属由于传热的作用，温度迅速降低，液体金属很快凝固形成焊缝。
激光焊接原理讲解
激光焊接原理讲解激光焊接是一种利用激光束进行焊接的高能聚焦焊接技术。
它是由一个高功率激光器产生的激光束集中到焊接点上，通过瞬间加热将焊接材料熔化并使其凝固，从而实现焊接的目的。
激光焊接具有高能量密度、高速度、无接触、无污染、精度高等特点，因此在工业生产中被广泛应用。
激光焊接的核心是激光束的产生和聚焦。
激光光束的产生是通过激光器来实现的。
激光器一般采用固态激光器、气体激光器或者半导体激光器。
其中，固态激光器是最常用的激光器之一，它可产生连续激光或者脉冲激光。
激光束的产生需要通过抽运能量实现。
抽运能量一般通过电子束、光束或者化学能量等形式输入到激光材料中，通过受激辐射的过程产生激光。
激光焊接的原理是利用激光束的高能量密度和焦点聚光性质进行加热，在焦点附近产生高温，使焊接件表面瞬间加热到熔点以上，材料熔化形成熔池。
然后，根据不同的需求，可以通过调整激光束的功率和速度来控制熔池的大小和深度。
当熔池达到一定深度后，停止激光束的加热，焊接件冷却固化，从而完成一个焊接过程。
激光焊接的特点是焊接速度快、变形小、焊缝质量高。
激光焊接不需要直接接触焊接件，减少了热变形的可能性，焊缝呈窄且深的形态，提高了焊接质量和强度。
由于激光焊接过程中的能量集中在非常小的区域上，所以它对焊接件的材料要求较高，材料的吸收性、热膨胀和导热性能等需要适合激光加热的要求。
激光焊接的应用非常广泛，特别适用于焊接薄壁材料、高硬度材料、不透明材料、特殊材料和复杂结构等。
目前，激光焊接已经应用于汽车制造、航空航天、电子电器、精密仪器、医疗器械等各个领域。
在汽车制造中，激光焊接替代了传统的点焊和钎焊方法，提高了焊接质量和效率；在航空航天领域，激光焊接能够焊接高强度材料和复杂结构，提高了产品的性能和可靠性。
总之，激光焊接是一种高精度、高效率、高品质的焊接技术，具有广泛的应用前景。
随着激光器技术的不断进步和发展，激光焊接将在各个领域中发挥更重要的作用。
激光焊接机工作原理
激光焊接机工作原理
激光焊接机的工作原理是利用激光束的高能量密度和聚焦性能，将激光能量聚焦在焊接接头上，使接头局部区域受热，并在短时间内熔化或蒸发，从而实现金属材料的连接。
具体工作原理如下：
1. 激光生成：通过激光器（如光纤激光器、半导体激光器等）产生一束高能量的激光束。
2. 激光传输：经过准直透镜和扩束透镜等光学器件的调整，将激光束传输到焊接头所在的位置。
3. 聚焦：激光束经过一个聚焦镜组将光线汇聚到焊接接头上，使焊接接头受到高能量密度的激光束照射。
4. 材料加热：激光束的高能量密度使焊接接头局部区域受热，达到材料熔化或蒸发的温度。
5. 材料熔合：局部区域受热后，金属材料熔化并形成一定的熔池，同时激光束起到搅拌熔池和熔池表面的作用，以获得良好的焊接质量。
6. 冷却：当激光束结束后，焊接接头开始冷却，熔池凝固成为焊缝，实现金属材料的连接。
激光焊接机工作原理的核心是利用激光束的高能量密度和聚焦能力，对金属材料进行加热和熔化，从而实现焊接。
该技术具
有高精度、速度快、变形小等优点，在航空、汽车、电子等行业广泛应用。
激光焊的原理
激光焊的原理
首先，激光焊的原理是基于激光的特性。
激光是一种具有高能量、高单色性和高相干性的光束，它可以被聚焦成极小的光斑，能够在瞬间提供高能量密度，因此适合用于焊接。
其次，激光焊的原理包括激光束的产生和调控。
激光束首先由激光器产生，然后通过镜片进行调控和聚焦，使其能够准确照射到焊接点上。
激光器产生的激光束具有高能量和高单色性，能够提供足够的能量进行焊接。
接下来是激光焊的熔化过程。
当激光束照射到焊接材料上时，焊接材料会吸收激光束的能量，导致局部升温并熔化。
在熔化过程中，激光束的高能量密度能够快速将焊接材料熔化，形成熔池。
最后是激光焊的凝固过程。
在熔池形成后，激光束停止照射，熔池开始冷却凝固。
在凝固过程中，焊接材料重新固化形成焊缝，完成焊接。
激光焊的凝固速度较快，能够实现快速、精密的焊接。
总的来说，激光焊的原理是利用激光束的高能量密度实现焊接。
通过激光器产生激光束，聚焦到焊接点上，熔化焊接材料并实现焊接，最终形成焊缝。
激光焊具有焊接速度快、热影响区小、变形小等优点，被广泛应用于各种材料的精密焊接。
随着激光技术的不断发展，激光焊将在未来得到更广泛的应用。
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激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，又常称为激光焊机、镭射焊机，按其工作方式常可分为激光模具烧焊机（手动焊接机）、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机，光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。
一、激光焊接的主要特性。
20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。
由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。
高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。
获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。
与其它焊接技术相比，激光焊接的主要优点是：1、速度快、深度大、变形小。
2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。
例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。
4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。
5、可进行微型焊接。
激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。
尤其是近几年来，在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。
7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。
但是，激光焊接也存在着一定的局限性：1、要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。
这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小，焊缝窄，为加填充金属材料。
若工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺憾。
2、激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资较大。
二、激光焊接热传导。
激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，使金属熔化形成焊接。
在激光与金属的相互作用过程中，金属熔化仅为其中一种物理现象。
有时光能并非主要转化为金属熔化，而以其它形式表现出来，如汽化、等离子体形成等。
然而，要实现良好的熔融焊接，必须使金属熔化成为能量转换的主要形式。
为此，必须了解激光与金属相互作用中所产生的各种物理现象以及这些物理现象与激光参数的关系，从而通过控制激光参数，使激光能量绝大部分转化为金属熔化的能量，达到焊接的目的。
三、激光焊接的工艺参数。
1、功率密度。
功率密度是激光加工中最关键的参数之一。
采用较高的功率密度，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。
对于较低功率密度，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。
因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/CM2。
2、激光脉冲波形。
激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。
当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。
在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。
3、激光脉冲宽度。
脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。
4、离焦量对焊接质量的影响。
激光焊接通常需要一定的离做文章一，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，当正负离做文章一相等时，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问分汽化，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。
四、激光焊接工艺方法。
1、片与片间的焊接。
包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4种工艺方法。
2、丝与丝的焊接。
包括丝与丝对焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等4种工艺方法。
3、金属丝与块状元件的焊接。
采用激光焊接可以成功的实现金属丝与块状元件的连接，块状元件的尺寸可以任意。
在焊接中应注意丝状元件的几何尺寸。
4、不同金属的焊接。
焊接不同类型的金属要解决可焊性与可焊参数范围。
不同材料之间的激光焊接只有某些特定的材料组合才有可能。
五、激光钎焊。
有些元件的连接不宜采用激光熔焊，但可利用激光作为热源，施行软钎焊与硬钎焊，同样具有激光熔焊的优点。
采用钎焊的方式有多种，其中，激光软钎焊主要用于印刷电路板的焊接，尤其实用于片状元件组装技术。
采用激光软钎焊与其它方式相比有以下优点：、由于是局部加热，元件不易产生热损伤，热影响区小，因此可在热敏元件附近施行软钎焊。
2、用非接触加热，熔化带宽，不需要任何辅助工具，可在双面印刷电路板上双面元件装备后加工。
3、重复操作稳定性好。
焊剂对焊接工具污染小，且激光照射时间和输出功率易于控制，激光钎焊成品率高。
4、激光束易于实现分光，可用半透镜、反射镜、棱镜、扫描镜等光学元件进行时间与空间分割，能实现多点同时对称焊。
5、激光钎焊多用波长1.06um的激光作为热源，可用光纤传输，因此可在常规方式不易焊接的部位进行加工，灵活性好。
6、聚焦性好，易于实现多工位装置的自动化。
六、激光深熔焊。
1、冶金过程及工艺理论。
激光深熔焊冶金物理过程与电子束焊极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”结构来完成的。
在足够高的功率密度光束照射下，材料产生蒸发形成小孔。
这个充满蒸汽的小孔犹如一个黑体，几乎全部吸收入射光线的能量，孔腔内平衡温度达25000度左右。
热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔的金属熔化。
小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周即围着固体材料。
孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。
光束不断进入小孔，小孔外材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定态。
就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属填充着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。
2、影响因素。
对激光深熔焊产生影响的因素包括：激光功率，激光束直径，材料吸收率，焊接速度，保护气体，透镜焦长，焦点位置，激光束位置，焊接起始和终止点的激光功率渐升、渐降控制。
3、激光深熔焊的特征及优点。
特征：（1）高的深宽比。
因为熔融金属围着圆柱形高温蒸汽腔体形成并延伸向工件，焊缝就变得深而窄。
（2）最小热输入。
因为源腔温度很高，熔化过程发生得极快，输入工件热量极低，热变形和热影响区很小。
（3）高致密性。
因为充满高温蒸汽的小孔有利于熔接熔池搅拌和气体逸出，导致生成无气孔熔透焊接。
焊后高的冷却速度又易使焊缝组织微细化。
（4）强固焊缝。
（5）精确控制。
（6）非接触，大气焊接过程。
优点：（1）由于聚焦激光束比常规方法具有高得多的功率密度，导致焊接速度快，热影响区和变形都较小，还可以焊接钛、石英等难焊材料。
（2）因为光束容易传输和控制，又不需要经常更换焊炬、喷嘴，显著减少停机辅助时间，所以有荷系数和生产效率都高。
（3）由于纯化作用和高的冷却速度，焊缝强，综合性能高。
（4）由于平衡热输入低，加工精度高，可减少再加工费用。
另外，激光焊接的动转费用也比较低，可以降低生产成本。
（5）容易实现自动化，对光束强度与精细定位能进行有效的控制。
4、激光深熔焊设备。
激光深熔焊通常选用连续波CO2激光器，这类激光器能维持足够高的输出功率，产生“小孔”效应，熔透整个工件截面，形成强韧的焊接接头。
就激光器本身而言，它只是一个能产生可作为热源、方向性好的平行光束的装置。
如果把它导向和有效处理后射向工件，其输入功率就具有强的相容性，使之能更好的适应自动化过程。
为了有效实施焊接，激光器和其他一些必要的光学、机械以及控制部件一起共同组成一个大的焊接系统。
这个系统包括激光器、光束传输组件、工件的装卸和移动装置，还有控制装置。
这个系统可以是仅由操作者简单地手工搬运和固定工件，也可以是包括工件能自动的装、卸、固定、焊接、检验。
这个系统的设计和实施的总要求是可获得满意的焊接质量和高的生产效率。
七、钢铁材料的激光焊接。
1、碳钢及普通合金钢的激光焊接。
总的说，碳钢激光焊接效果良好，其焊接质量取决于杂质含量。
就象其它焊接工艺一样，硫和磷是产生焊接裂纹的敏感因素。
为了获得满意的焊接质量，碳含量超过0.25%时需要预热。
当不同含碳量的钢相互焊接时，焊炬可稍偏向低碳材料一边，以确保接头质量。
低碳沸腾钢由于硫、磷的含量高，并不适合激光焊接。
低碳镇静钢由于低的杂质含量，焊接效果就很好。
中、高碳钢和普通合金钢都可以进行良好的激光焊接，但需要预热和焊后处理，以消除应力，避免裂纹形成。
2、不锈钢的激光焊接。
一般的情况下，不锈钢激光焊接比常规焊接更易于获得优质接头。
由于高的焊接速度热影响区很小，敏化不成为重要问题。
与碳钢相比，不锈钢低的热导系数更易于获得深熔窄焊缝。
3、不同金属之间的激光焊接。
激光焊接极高的冷却速度和很小的热影响区，为许多不同金属焊接融化后有不同结构的材料相容创造了有利条件。
现已证明以下金属可以顺利进行激光深熔焊接：不锈钢~低碳钢，416不锈钢~310不锈钢，347不锈钢~HASTALLY镍合金，镍电极~冷锻钢，不同镍含量的双金属带。
激光焊接技术原理：激光焊接是把能量密度很高的激光束照射到工件上，使工件受热熔化，然后冷却得到焊缝。
激光焊接技术特点：激光焊接具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同或不同材质、厚度的金属间的焊接，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。
激光束可以被聚得很细，光斑能量密度很高，几乎可以气化所有的材料，有广泛的适用性；激光功率可控，易于实现自动化；激光束功率密度很高，焊缝熔深大，速度快，效率高；激光焊缝窄，热影响区很小，工件变形很小，可实现精密焊接；激光焊缝组织均匀，晶粒很小，气孔少，夹杂缺陷少，在机械性能、抗蚀性能和电磁学性能上优于常规焊接方法。