激光焊接

激光焊接工艺
背景

关于激光的理论和实际用途，有成千上万的参考文献。从便携式的光盘播放器到尖端的武器系统，它们都被用来使用。术语“激光是受激辐射的光放大的缩写，”定义为“任何几个发光器件高度放大的一个或多个离散频率相干辐射。”在东北激光和电抛光，我们利用脉冲Nd：YAG（掺钕钇铝石榴石）激光焊接型。Nd：YAG棒，当刺激的闪光灯，发光在紫外线范围波长为1.06微米。这个光是然后聚焦，并交付给工件，高能量密度束是用来焊接。

激光能量传递

激光束被传送到工件上有2种方式。第一个涉及使用“硬光学”，其次是使用光纤电缆。“硬光学”基本上意味着激光束偏转，并通过使用反射镜和透镜聚焦。该方法具有实际的局限性，在工件的距离从激光源和决定，它被移动到正确的位置和角度来进行焊接。这种类型的工作站是理想的许多小或微妙的项目，需要手动或单一的“点”焊缝。二次传送方式涉及使用光纤电缆。的激光能量可以集中到一个电缆的一端，并出现在另一端（几十米以外），具有较小的能量损失。光束可以“平行”和重新聚焦到工件。此方法允许光束精确地传送到所需要的区域，甚至允许聚焦光学元件的运动，而不是，或在除了工件本身。在东北激光，我们既有“硬光学”和光纤传送的激光系统，以适应任何应用程序。


激光能量焊接

激光束接触工件时，所有的元件都是透明的，可以是透明的，可以是折射或反射，只吸收少量的能量来自于紫外线。激光电源能够提供一个具有精确且可重复的能量和持续时间的光脉冲。当“脉冲”的激光能量集中到一个小光斑（可调的任何地方从约0.1到2毫米的直径）到工件上，能量密度（能量/面积）变得相当大。光的吸收（金属）的工件，造成“锁孔”效应，聚焦光束的“训练”，蒸发和融化的金属。当脉冲结束时，“钥匙孔”内的液态金属会回流，凝固，形成一个小的“点”焊接。整个过程只需要毫秒。激光具有每秒发射很多脉冲的能力，并且将工件或光学元件移动到一系列重叠的“点焊”焊缝中，可以制造一个可以结构和/或密封的“点焊”焊接件。


对其他焊接工艺的相似性和差异性

相比其他焊接工艺，激光焊接具有一些相似的还有一些独特的特性，如钨极氩弧焊（TIG焊），激光焊接是一种惰性保护气体下进行融合的过程，在大多数时候不加填充材料。像电子束焊接，激光焊接是一种高能量密度的光束过程，其中的能量是直接在工件上。激光不同于GTAW和EB（电子束），它不需要焊接，工件的完整电路。由于电子束焊接必须在真空室，激光

焊接几乎总是可以提供比EB在模具和生产价格成本优势。


激光焊接的优点

脉冲激光焊接提供的最大优点之一是在加工过程中加入的热量最少。重复的“脉冲”的光束可以在每个“点”焊接之间的冷却，从而在一个非常小的“热影响区”。这使得激光焊接的理想薄的部分或产品，需要焊接近电子或玻璃到金属密封件。低热量输入，结合光学（非电气）的过程，也意味着更大的灵活性，在模具设计和材料。

联合类型和模具的关注

无论是通过零件设计，模具设计，或两者的组合，一个成功的激光焊接的最重要的因素之一是，组件在亲密接触的焊接区举行。理想的焊接接头应在部件之间没有间隙。这是特别真实的搭接焊缝配置。即使是最轻微的零件之间的空间也可以是一个连续的强焊接，没有焊接。对接焊缝接头或更宽容，在成功焊接可以达到0.025mm（0.001英寸）进行分离，并在某些情况下（取决于截面的厚度和联合设计）有间隙0.05mm大（0.002英寸）。角焊缝也可以提供挑战，特别是当焊接双零件在90度角。由于激光焊接是最常见的，没有填充金属的好处，形成的材料，形成的圆角，必须“绘制”从两节焊接。这往往会导致应力开裂，开始在焊趾处和传播通过接头，导致弱点或创建一个“泄漏路径”通过接头，需要密封。有几个焊接接头的设计特点，应避免/利用，以确保在生产情况一致的焊接。东北激光的工程师们可以讨论这些不同的特点，并建议哪些可能适合你的应用程序。

材料概要

虽然激光焊接是适用于一个大范围的黑色和有色金属，有一些材料和材料的组合，表现比别人更好。例如，304和304L不锈钢焊接系列非常好，而303，316，和316L不锈钢是裂纹敏感性。由于303不锈钢通常是因为它使用的机器，也有可能从303的一个组成部分，和（更复杂）的交配组件从304L。由此产生的合金在焊接过程中通常是开裂不敏感。激光工艺也可应用于钛，铜和铝合金，铜和铝，但需要更多的能源，由于其反射特性和热。激光焊接可以用来加入不同的金属，如铜，不锈钢，或不锈钢到某些类型的磷青铜。有很多的组合，工作很好，而其他人则应避免。

过程控制

最后，没有关于焊接的讨论，而不涉及缺陷或不成功的焊接结果的关注。裂纹，燃烧，不正确的焊接深度和焊缝的接头线是最常见的和有害的问题。在金属连接过程中，有很多因素会导致问题，其中一些是在过程本身的控制下。一旦成功的激光焊接参数开发的一个特定的应用程序，该问题，然后成为一个过程控制的问题。最新的激光系统，如采用东北激光，自动控制每个激光脉冲的功

率和持续时间。零件的清洁，包括气体、工具和运动控制等，这些都是必须在生产过程中进行监控和调节的其他参数。在焊接过程中，不正确的零件，劣质或受污染的材料，不正确的接头设计，和缺陷的零件，但可能会导致不一致或不可靠的焊缝，可误诊为过程问题。在东北激光，我们知道，与客户的工作，以最大限度地减少时间和费用，同时最大限度地提高质量和服务是最可靠的方式，一个成功的供应商/客户关系。