高功率雷射焊接是雷射材料加工技術應用的重要方面之一,又常稱為雷射焊機、鐳射焊機,按其工作方式常可分為雷射模具燒焊機(手動焊接機)、自動雷射焊接機、雷射點焊機、光纖傳輸雷射焊接機,光焊接是利用高能量的雷射脈衝對材料進行微小區域內的局部加熱,雷射輻射的能量通過熱傳導向材料的內部擴散,將材料熔化後形成特定熔池以達到焊接的目的。
主要特性
20世紀70年代主要用於焊接薄壁材料和低速焊接,焊接過程屬熱傳導型,即雷射輻射加熱工件表面,表面熱量通過熱傳導向內部擴散,通過控制雷射脈衝的寬度、能量、峰值功率和重複頻率等參數,使工件熔化,形成特定的熔池。由於其獨特的優點,已成功套用於微、小型零件的精密焊接中。
高功率CO2及高功率YAG雷射器的出現,開闢了雷射焊接的新領域。獲得了以小孔效應為理論基礎的深熔焊接,在機械、汽車、鋼鐵等工業領域獲得了日益廣泛的套用。
主要優點
1、速度快、深度大、變形小。
2、能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設備裝置簡單。例如,雷射通過電磁場,光束不會偏移;雷射在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊,並能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,並能對異性材料施焊,效果良好。
4、雷射聚焦後,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達5:1,最高可達10:1。
5、可進行微型焊接。雷射束經聚焦後可獲得很小的光斑,且能精確定位,可套用於大批量自動化生產的微、小型工件的組焊中。
6、可焊接難以接近的部位,施行非接觸遠距離焊接,具有很大的靈活性。尤其是近幾年來,在YAG雷射加工技術中採用了光纖傳輸技術,使雷射焊接技術獲得了更為廣泛的推廣和套用。
7、雷射束易實現光束按時間與空間分光,能進行多光束同時加工及多工位加工,為更精密的焊接提供了條件。
局限性
1、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。這是因為雷射聚焦後光斑尺雨寸小,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。
2、雷射器及其相關係統的成本較高,一次性投資較大。