激光焊接.pptx

2021年2月1日星期一
焊接技术发明至今已有百余年历史，现在全世界所有大工业的产业，像航天航空、造船、通讯、家用电器、大型电站、冶金、微电子、武器装备及核能工业中产品的生产制造都离不开焊接技术，焊接是其最主要的工艺。
焊接热源：已非常丰富，如火焰、电弧、电阻、超声、摩擦、等离子、电子束、激光束、微波等等。
焊接的基本原理：就是采用施加外部能量的办法，促使分离材料的原子接近，形成原子键的结合。在这个同时，又能去除掉一切阻碍原子键结合的一切表面膜和吸附层，以形成一个优质的焊接接头。
焊接是一个安全要求非常高的一种先进工艺。如果焊接质量要出现问题，所造成的危害是毁灭性的。
----四川重庆的綦虹桥，突然断裂，是焊接质量问题
----韩国的汉江大桥突然断裂，也是焊接质量问题。
现代焊接技术简介
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发达国家，它每年钢产量的50％到60％需要进行焊接加工。
中国2001年，，，据初步统计，四千万吨需要焊接，因此焊接已经成为一门独立的学科，一项高科技，同时又是一个非常重要的产业。
激光焊是最近这些年发展起来的一种高能量的焊接方法，它是用激光来加热，所以它可以穿透透明介质，能够焊到透明介质容器的里边去，这是其他焊接方法难以做到的，这种方法也被利用到医学里边，比方视网膜脱落，视网膜是在眼球的后面，视网膜脱落以后眼睛就会失明，现在就用激光的办法，透过眼球焊到眼球后面，把这个视网膜和眼球焊起来，这个已经是很成功的手术了。第二个它的优点是不需要真空保护，因此，现在得到了非常广泛的应用。
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3、激光焊接技术概述
激光焊接是以高功率聚焦激光束为热源，熔化材料形成焊接接头的高精度高效率焊接方法。
激光焊接的应用始于1964年，但早期仅限于用小功率脉冲固体激光器进行薄小零件的焊接。70年代以来，随着千瓦级大功率CO2激光器的出现，激光深熔焊得到了迅速的发展。激光焊接的厚度已从零点几毫米提高到50mm，已应用于汽车、钢铁、航空、原子能、电气电子等重要工l部门。目前在世界各国激光加工的应用领域中，激光焊接的应用仅次于激光切割，％。
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⑤激光焊接可在大气中进行，无环境污染。
2）激光焊接与常规焊接方法相比具有如下特点：
①激光功率密度高，可以对高熔点、难熔金屑或两种不同金屑材料进行焊接(对钨丝进行有效焊接)。
②聚焦光斑小，加热速度快，作用时间短，热影响区小，热变形可忽略。
③脉冲激光焊接属于非接触焊接，无机械应力和机械形变。
④激光焊接装置容易与计算机联机，能精确定位，实现自动焊接，而且激光可通过玻璃在真空中焊接。
1）激光焊接基本模式：热导焊和深熔焊。
热导焊：激光功率密度较低（105～106W／cm2），依靠热传导向工件内部传递热量形成熔池。这种焊接模式熔深浅，深宽比较小。
深熔焊：激光功率密度高（106～107W／cm2），工件迅速熔化乃至气化形成小孔。这种焊接模式熔深大，深宽比也大。在机械制造领域，除了那些微薄零件之外，一般应选用深熔焊。
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4、脉冲激光焊接（热传导焊接）
1）常用脉冲激光器：Nd：YAG激光器
调Q YAG激光器
脉冲CO2激光器
2）焊接接头形式：
对接焊、搭接焊、交叉焊和平行焊
3）影响焊接质量的工艺参数：功率密度、脉冲宽度、脉冲波型和离焦量
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一、激光功率密度对焊接质量影响
激光功率密度是激光焊接的一个关键参数，激光功率密度不同时材料达到熔点和沸点的时间不同。
两种功率密度下金属表层及底层的温度与时间的关系。
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材料达到熔化所需的激光功率密度：
材料达到沸点所需的激光功率密度：
临界激光功率密度：
当材料表面出现强烈气化时，材料加热过程中将出现两种波向材料内部传播，即热波和气化波。当激光功率密度较低时，热波的速度高于气化速度，当达到某—临界功率密度时，这两种波的速度相等 ，可得气化时的临界激光功率密度：
对多数材料：
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金属
热导率K
热扩散率k
Tm
Tv
脉宽tp
W/cm2·℃
cm2/s
℃
℃
s
Cu


1083
2300
10-3
钢


1535
2700
10-3
Ni


1453
2730
10-3
Ti


1800
3200
10-3
W


3380
5900
10-3
Mo

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