激光(guāng)焊接加工(gōng)原理(lǐ)
2023-06-13
激光(guāng)焊接可通(tōng)過連續或脈沖激光(guāng)束實現(xiàn)。激光(guāng)焊接的(de)原理(lǐ)可分為(wèi)熱傳導焊接和(hé)激光(guāng)深熔焊接。功率密度小(xiǎo)于104~105 W/cm2為(wèi)熱傳導焊,熔深慢(màn),焊接速度慢(màn);功率密度大于105~107 W/cm2時(shí),金(jīn)屬表面受熱凹成孔,形成深熔焊,具有(yǒu)焊接速度快、深寬比大的(de)特點。
熱傳導激光(guāng)焊接原理(lǐ)為(wèi):激光(guāng)輻射加熱待加工(gōng)表面,表面熱量通(tōng)過熱傳導向內(nèi)擴散,通(tōng)過控制激光(guāng)脈沖的(de)寬度、能量、峰值功率和(hé)重複頻(pín)率,熔化(huà)工(gōng)件(jiàn),形成特定的(de)熔池。
激光(guāng)焊輪焊接和(hé)冶金(jīn)闆焊接的(de)激光(guāng)焊機(jī)主要涉及激光(guāng)深熔焊接。以下(xià)是激光(guāng)深熔焊接的(de)原理(lǐ)。
激光(guāng)深熔焊接一般采用連續激光(guāng)束完成材料連接,其冶金(jīn)物(wù)理(lǐ)工(gōng)藝與電(diàn)子(zǐ)束焊接非常相(xiàng)似,即能量轉換機(jī)制通(tōng)過小(xiǎo)孔(Key-hole)結構完成。在足夠高(gāo)的(de)功率密度激光(guāng)下(xià),材料蒸發并形成小(xiǎo)孔。這(zhè)個(gè)充滿蒸汽的(de)小(xiǎo)孔就像一個(gè)黑(hēi)體(tǐ),幾乎吸收了所有(yǒu)的(de)入射光(guāng)束能量,孔腔內(nèi)的(de)平衡溫度達到2500 0C左右,熱量從(cóng)高(gāo)溫孔腔的(de)外(wài)壁傳遞熔化(huà)孔腔周圍的(de)金(jīn)屬。孔內(nèi)充滿了光(guāng)束照(zhào)射下(xià)壁材料連續蒸發産生(shēng)的(de)高(gāo)溫蒸汽,孔周圍包圍熔融金(jīn)屬,液體(tǐ)金(jīn)屬周圍包圍固體(tǐ)材料(在大多數傳統焊接工(gōng)藝和(hé)激光(guāng)傳導焊接中,能量首先沉積在工(gōng)件(jiàn)表面,然後通(tōng)過傳輸輸送到內(nèi)部)。孔壁外(wài)的(de)液體(tǐ)流動和(hé)壁表面張力與孔腔內(nèi)連續産生(shēng)的(de)蒸汽壓力保持一緻,并保持動态平衡。光(guāng)束繼續進入小(xiǎo)孔,小(xiǎo)孔外(wài)的(de)材料繼續流動。随着光(guāng)束的(de)移動,小(xiǎo)孔始終處于穩定的(de)流動狀态。也就是說(shuō),小(xiǎo)孔和(hé)圍繞孔壁的(de)熔融金(jīn)屬随着前導光(guāng)束的(de)前進速度向前移動,熔融金(jīn)屬填充小(xiǎo)孔移除後留下(xià)的(de)間(jiān)隙,然後冷(lěng)凝,形成焊縫。所有(yǒu)這(zhè)些過程都(dōu)發生(shēng)得如此之快,使焊接速度很(hěn)容易達到每分鐘(zhōng)幾米。
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