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激光焊接

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機(jī)器人激光焊接主要使用CO2激光器和YAG激光器，YAG激光器由于具有較高的平均功率，在它出現(xiàn)之后就成為激光點(diǎn)焊和激光縫焊的優(yōu)選設(shè)備

詳細(xì)介紹

    機(jī)器人激光焊接主要使用CO2激光器和YAG激光器，YAG激光器由于具有較高的平均功率，在它出現(xiàn)之后就成為激光點(diǎn)焊和激光縫焊的優(yōu)選設(shè)備。激光焊接與電子束焊接的顯著區(qū)別在于激光輻射不能產(chǎn)生穿孔焊接方式。而實(shí)際上，當(dāng)激光脈沖能量密度達(dá)到10的6次方W/CM2時(shí)，就會(huì)在唄焊接金屬材料焊接界面上形成焊孔，小孔的形成條件得到滿足，從而就可以利用激光束進(jìn)行深熔焊接。
       在航空工業(yè)以及其他許多應(yīng)用中，激光焊接能夠?qū)崿F(xiàn)很多類(lèi)型材料的連接，而且激光焊接通常具有許多其他熔焊工藝的性，尤其是激光焊接能夠連接航空與汽車(chē)工業(yè)中比較難焊的薄板合金材料，如鋁合金等，并且構(gòu)件的變形小，接頭質(zhì)量高。激光加工另一項(xiàng)具有吸引力的應(yīng)用方面是利用了激光能夠?qū)崿F(xiàn)局部小范圍加熱特性，激光所具有的這種熱點(diǎn)使其非常適合于印刷電路板一類(lèi)的電子器件的焊接，激光能在電子器件上非常小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生很高的平均溫度，而接頭以外的區(qū)域則基本不受影響。
        激光焊接屬于熔融焊接，以激光束為能源，沖擊在焊件接頭上。激光束可由平面光學(xué)元件（如鏡子）導(dǎo)引，隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上。激光焊接屬非接觸式焊接，作業(yè)過(guò)程不需加壓，但需使用惰性氣體以防熔池氧化，填料金屬偶有使用。激光焊可以與MIG焊組成激光MIG復(fù)合焊，實(shí)現(xiàn)大熔深焊接，同時(shí)熱輸入量比MIG焊大為減小。
      優(yōu)缺點(diǎn)
      （1）焊件位置需非常精確，務(wù)必在激光束的聚焦范圍內(nèi)。
      （2）焊件需使用夾治具時(shí)，必須確保焊件的*終位置需與激光束將沖擊的焊點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。
      （3）**可焊厚度受到限制，滲透厚度遠(yuǎn)超過(guò)19mm的工件，生產(chǎn)線上不適合使用激光焊接。
     （4）高反射性及高導(dǎo)熱性材料如鋁、銅及其合金等，焊接性會(huì)受激光所改變。
      （5）當(dāng)進(jìn)行中能量至高能量的激光束焊接時(shí)，需使用等離子控制器將熔池周?chē)碾x子化氣體驅(qū)除，以確保焊道的再出現(xiàn)。
      （6）能量轉(zhuǎn)換效率太低，通常低于10%。
      （7）焊道快速凝固，可能有氣孔及脆化的顧慮。
      （8）設(shè)備昂貴。
       應(yīng)用
       激光焊接機(jī)技術(shù)廣泛被應(yīng)運(yùn)在汽車(chē)、輪船、飛機(jī)、高鐵等高精制造領(lǐng)域，給人們的生活質(zhì)量帶來(lái)了重大提升，更是**家電行業(yè)進(jìn)入了精工時(shí)代。
　    特別是在大眾汽車(chē)創(chuàng)造的42米無(wú)縫焊接技術(shù)，大大提高了車(chē)身整體性和穩(wěn)定性，此外，中德造船業(yè)合作研發(fā)的“高功率激光焊接機(jī)技術(shù)"，保證了輪船的安全性，進(jìn)一步加強(qiáng)了船身結(jié)構(gòu)；在航空領(lǐng)域，激光無(wú)縫焊接技術(shù)也已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的制造上，同時(shí)，鋁合金機(jī)身的激光無(wú)縫焊接技術(shù)可以取代鉚釘，從而減輕了20%的機(jī)身重量；我國(guó)的高鐵軌道也引進(jìn)了激光無(wú)縫焊接技術(shù)，在提高安全性能同時(shí)，也大大降低了噪音，為旅客帶來(lái)安靜舒心的乘車(chē)環(huán)境。
　　隨著科技的全面發(fā)展，激光焊接機(jī)技術(shù)的不斷鞏固與應(yīng)用，也帶領(lǐng)的家電產(chǎn)業(yè)步入了一個(gè)新時(shí)代，新的工藝不僅是產(chǎn)品的升級(jí)，也是更多科技的展示和應(yīng)用。
       1、制造業(yè)應(yīng)用　激光拼焊(TailoredBlandLaserWelding)技術(shù)在國(guó)外轎車(chē)制造中得到廣泛的應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年范圍內(nèi)剪裁坯板激光拼焊生產(chǎn)線超過(guò)100條，年產(chǎn)轎車(chē)構(gòu)件拼焊坯板7000萬(wàn)件，并繼續(xù)以較高速度增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的引進(jìn)車(chē)型Passat，Buick，Audi等也采用了一些剪裁坯板結(jié)構(gòu)。日本以CO2激光焊代替了閃光對(duì)焊進(jìn)行制鋼業(yè)軋鋼卷材的連接，在超薄板焊接的研究，如板厚100微米以下的箔片，無(wú)法熔焊，但通過(guò)有特殊輸出功率波形的YAG激光焊得以成功，顯示了激光焊的廣闊前途。日本還在世界上**成功開(kāi)發(fā)了將YAG激光焊用于核反應(yīng)堆中蒸氣發(fā)生器細(xì)管的維修等，在國(guó)內(nèi)蘇寶蓉等還進(jìn)行了齒輪的激光焊接技術(shù)。
       2、粉末冶金領(lǐng)域　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多工業(yè)技術(shù)上對(duì)材料特殊要求，應(yīng)用冶鑄方法制造的材料已不能滿足需要。由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域如汽車(chē)、飛機(jī)、工具刃具制造業(yè)中正在取代傳統(tǒng)的冶鑄材料，隨著粉末冶金材料的日益發(fā)展，它與其它零件的連接問(wèn)題顯得日益突出，使粉末冶金材料的應(yīng)用受到限制。在八十年代初期，激光焊以其的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入粉末冶金材料加工領(lǐng)域，為粉末冶金材料的應(yīng)用開(kāi)辟了新的前景，如采用粉末冶金材料連接中常用的釬焊的方法焊接金剛石，由于結(jié)合強(qiáng)度低，熱影響區(qū)寬特別是不能適應(yīng)高溫及強(qiáng)度要求高而引起釬料熔化脫落，采用激光焊接可以提高焊接強(qiáng)度以及耐高溫性能。
       3、汽車(chē)工業(yè) 　20世紀(jì)80年代后期，千瓦級(jí)激光成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，而今激光焊接生產(chǎn)線已大規(guī)模出現(xiàn)在汽車(chē)制造業(yè)，成為汽車(chē)制造業(yè)突出的成就之一。德國(guó)奧迪、奔馳、大眾、瑞典的沃爾沃等歐洲的汽車(chē)制造廠早在20世紀(jì)80年代就采用激光焊接車(chē)頂、車(chē)身、側(cè)框等鈑金焊接，90年代美國(guó)通用、福特和克萊斯勒公司竟相將激光焊接引入汽車(chē)制造，盡管起步較晚，但發(fā)展很快。意大利菲亞特在大多數(shù)鋼板組件的焊接裝配中采用了激光焊接，日本的日產(chǎn)、本田和豐田汽車(chē)公司在制造車(chē)身覆蓋件中都使用了激光焊接和切割工藝，高強(qiáng)鋼激光焊接裝配件因其性能優(yōu)良在汽車(chē)車(chē)身制造中使用得越來(lái)越多，根據(jù)美國(guó)金屬市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，至2002年底，激光焊接鋼結(jié)構(gòu)的消耗將達(dá)到70000t比1998年增加3倍。根據(jù)汽車(chē)工業(yè)批量大、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，激光焊接設(shè)備向大功率、多路式方向發(fā)展。在工藝方面美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與PrattWitney聯(lián)合進(jìn)行在激光焊接過(guò)程中添加粉末金屬和金屬絲的研究，德國(guó)不萊梅應(yīng)用光束技術(shù)研究所在使用激光焊接鋁合金車(chē)身骨架方面進(jìn)行了大量的研究，認(rèn)為在焊縫中添加填充余屬有助于消除熱裂紋，提高焊接速度，解決公差問(wèn)題，開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)線已在奔馳公司的工廠投入生產(chǎn)。