激光焊接特點

激光焊接是一種新型的焊接方式，激光焊接主要針對薄壁材料、精密零件的焊接，可實現(xiàn)點焊、對接焊、疊焊、密封焊等，其特點有：

具有高的深寬比，焊縫寬度小，熱影響區(qū)小，變形小，焊接速度快。

焊縫平整、美觀，焊后無需處理或只需簡單處理工序。

焊縫質(zhì)量高，無氣孔，可減少和優(yōu)化母材雜質(zhì)，組織焊后可細化，焊縫強度、韌性至少相當(dāng)于甚至超過母材金屬。

可精確控制，聚焦光點小，可高精度定位，易實現(xiàn)自動化?？蓪崿F(xiàn)某些異種材料間的焊接。

可焊接材料及行業(yè)應(yīng)用

激光焊接可應(yīng)用于鈦、鎳、錫、鋅、銅、 鋁、鉻、鈮、金、銀等多種金屬及其合 金，及鋼、可伐合金等合金的同種材料間的焊接，也可應(yīng)用于銅-鎳、鎳-鈦、銅- 鈦、鈦-鉬、黃銅-銅、低碳鋼-銅等多種異種金屬間的焊接。同時還廣泛應(yīng)用于手機通訊、電子元件、眼鏡鐘表、首飾飾品、五金制品、精密器械、醫(yī) 療器械、汽車配件、工藝禮品等行業(yè)。

激光焊接機應(yīng)用范圍:

衛(wèi)浴行業(yè)：水管接頭，變徑接頭、三通、閥門、花灑的焊接。

電池行業(yè)：鋰電池、電池組、電極的激光焊接。

眼鏡行業(yè)：不銹鋼、鈦合金等材質(zhì)的眼鏡扣位、外框等位置的精密焊接。

五金行業(yè)：葉輪、水壺、鎖把手外殼等，復(fù)雜沖壓件、鑄造件的焊接。

汽車行業(yè)：發(fā)動機氣缸墊、液壓挺桿密封焊，火花塞焊接，濾清器焊接等。

醫(yī)療行業(yè)：醫(yī)療器具、醫(yī)療器械不銹鋼密封件、結(jié)構(gòu)件的焊接。

電子行業(yè)：固態(tài)繼電器密封斷焊，連接件接插件的焊接，手機、ＭＰ３等金屬外殼及結(jié)構(gòu)件的焊接。電機殼體及連線的焊接，光纖連接器接頭等等。

五金行業(yè)：門鎖外殼焊接，不銹鋼制品，攪拌刀筒，紅酒酒漏等

激光焊接的優(yōu)缺點分別有哪些？

優(yōu)點：

速度快、深度大、變形小。

能在室溫或特殊條件下進行焊接，焊接設(shè)備裝置簡單。例如，激光通過電磁場，光束不會偏移；激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊，并能通過玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M行焊接。

可焊接難熔材料如鈦、石英等，并能對異性材料施焊，效果良好。

激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接時，深寬比可達5：1，可達10：1。

可進行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑，且能精確定位，可應(yīng)用于大批量自動化生產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。

缺點：

要求焊件裝配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移。這是因為激光聚焦后光斑尺雨寸小，焊縫窄，為加填充金屬材料。若工件裝配精度或光束定位精度達不到要求，很容易造成焊接缺憾。

激光器及其相關(guān)系統(tǒng)的成本較高，一次性投資較大。

激光焊接，是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。一般采用連續(xù)激光光束完成材料的連接，其冶金物理過程與電子束焊接極為相似，即能量轉(zhuǎn)換機制是通過“小孔”（Key-hole）結(jié)構(gòu)來完成的?？浊粌?nèi)平衡溫度達2500 0C左右，熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來，使包圍著這個孔腔四周的金屬熔化。小孔內(nèi)充滿在光束照射下壁體材料連續(xù)蒸發(fā)產(chǎn)生的高溫蒸汽，光束不斷進入小孔，小孔外的材料在連續(xù)流動，隨著光束移動，小孔始終處于流動的穩(wěn)定狀態(tài)。熔融金屬充填著小孔移開后留下的空隙并隨之冷凝，焊縫于是形成。

機器人控制系統(tǒng)是機器人的大腦，是決定機器人功能和性能的主要因素。工業(yè)機器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機器人在工作空間中的運動位置、姿態(tài)、軌跡、操作順序及動作的時間等，具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。目前機器人的應(yīng)用工程由單臺機器人工作站向機器人生產(chǎn)線發(fā)展，機器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得對機器人生產(chǎn)線的監(jiān)控、診斷和管理更加便捷。

機器人焊接目前已廣泛應(yīng)用在汽車制造業(yè)，汽車底盤、座椅骨架、導(dǎo)軌、消聲器以及液力變矩器等焊接。豐田公司將點焊作為標(biāo)準(zhǔn)來裝備其日本國內(nèi)和海外的所有點焊機器人。用這種技術(shù)可以提高焊接質(zhì)量，甚至試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)，同時，在短距離內(nèi)的運動時間也大為縮短。該公司推出一種高度低的點焊機器人，用它來焊接車體下部零件。這種矮小的點焊機器人還可以與較高的機器人組裝在一起，共同對車體上部進行加工，從而縮短了整個焊接生產(chǎn)線長度。轎車后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等底盤零件大都是以惰性氣體保護焊(metal-Inert Gas Welding，MIG)為主的受力安全零件，主要構(gòu)件采用沖壓焊接，板厚平均為1.5～4 mm，焊接主要以搭接、角接接頭形式為主，焊接質(zhì)量要求相當(dāng)高，其質(zhì)量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應(yīng)用機器人焊接后，大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，并*保*了質(zhì)量的穩(wěn)定性和降低勞動強度，改善了勞動環(huán)境。

激光焊接設(shè)備的關(guān)鍵是大功率激光器，主要有兩大類，一類是固體激光器，又稱Nd：YAG激光器。Nd：YAG激光器波長為1.06 mm，主要優(yōu)點是產(chǎn)生的光束可以通過光纖傳送，因此可以省去復(fù)雜的光束傳送系統(tǒng)，適用于柔性制造系統(tǒng)或遠程加工，通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車工業(yè)常用輸出功率為3～4 kW的Nd：YAG激光器。另一類是氣體激光器，又稱CO2激光器，分子氣體作工作介質(zhì)，產(chǎn)生平均為10.6 mm的紅外激光，可以連續(xù)工作并輸出很高的功率，標(biāo)準(zhǔn)激光功率在2～5 kW之間。汽車工業(yè)中激光技術(shù)主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。

德國的Rofin-Sina公司和Trumpf公司主要生產(chǎn)CO2激光器，HAAS公司則主要生產(chǎn)固體(Nd：YAG)激光器，而IPG公司生產(chǎn)新型的光纖激光器，Laserline公司生產(chǎn)半導(dǎo)體激光器，形成相互競爭又互相補充的激光技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)鏈。大眾汽車、寶馬汽車、奔馳汽車和美雅(Meyer)船廠是德國應(yīng)用激光焊接技術(shù)的示范企業(yè)。德國的大眾汽車已經(jīng)將激光焊接技術(shù)引入中國，并在上海大眾和一汽-大眾的轎車批量生產(chǎn)線上應(yīng)用，推動了中國激光焊接技術(shù)的應(yīng)用。

使用輸出功率大于4 kW的二極管激發(fā)的固體激光器，對于鋁合金的焊接具有決定性的意義。這些系統(tǒng)的光束質(zhì)量特別好，能夠瞬間注入直徑為0.4 mm的光纖中。激光束的聚焦能力極大地依靠于光纖的截面積。這表明這種新一代的固體激光器的潛力是“點”直徑更小，功率密度更高，使人們能夠進行以連續(xù)波的模式進行焊接。例如，用于對小型樣品和小零件的各種連接，如對接、T形焊接和搭接進行了研究，零件的材料是AlMgSi0.7(厚度：3 mm)和AlMg3(厚度：1.6 mm)鋁合金。高質(zhì)量的焊道外形只有在純粹的連續(xù)波狀態(tài)才有可能。當(dāng)使用千瓦級的二極管激發(fā)的Nd：YAG

激光器焊接鋁時，在很寬的參數(shù)范圍內(nèi)都能獲得很高的可靠性。