因為激光焦點處光斑中心的功率密度過高,容易蒸發(fā)成孔。離開激光焦點的各平面上,功率密度分布相對均勻。離焦方式有兩種:正離焦與負離焦。焦平面位于工件上方為正離焦,反之為負離焦。按幾何光學理論,當正負離焦平面與焊接平面距離相等時,所對應平面上功率密度近似相同,但實際上所獲得的熔池形狀不同。負離焦時,可獲得更大的熔深,這與熔池的形成過程有關(guān)。
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,許多工業(yè)技術(shù)上對材料特殊要求,應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,在某些領(lǐng)域如汽車、飛機、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題顯得日益,使粉末冶金材料的應用受到限制。在八十年代初期,激光焊以其特的優(yōu)點進入粉末冶金材料加工領(lǐng)域,為粉末冶金材料的應用開辟了新的前景,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)合強度低,熱影響區(qū)寬特別是不能適應高溫及強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度以及耐高溫性能。
意大利在大多數(shù)鋼板組件的焊接裝配中采用了激光焊接,日本在制造車身覆蓋件中都使用了激光焊接和切割工藝,高強鋼激光焊接裝配件因其性能優(yōu)良在汽車車身制造中使用得越來越多。
電子束焊
它靠一束加速高能密度電子流撞擊工件,在工件表面很小密積內(nèi)產(chǎn)生的熱,形成"小孔"效應,從而實施深熔焊接。電子束焊的主要缺點是需要高真空環(huán)境以防止電子散射,設(shè)備復雜,焊件尺寸和形狀受到真空室的限制,對焊件裝配質(zhì)量要求嚴格,非真空電子束焊也可實施,但由于電子散射而聚焦不好影響效果。電子束焊還有磁偏移和X射線問題,由于電子帶電,會受磁場偏轉(zhuǎn)影響,故要求電子束焊工件焊前去磁處理。X射線在高壓下特別強,需對操作人員實施保護。激光焊則不需 真空室和對工件焊前進行去磁處理,它可在大氣中進行,也沒有防X射線問題,所以可在生產(chǎn)線內(nèi)聯(lián)機操作,也可焊接磁性材料。
激光焊接機分為手動、半自動以及自動。手動激光焊接機需要操作人員控制焊接過程,適合規(guī)模較小的企業(yè)加工制造;半自動激光焊接機體積稍大,適合大中型企業(yè)生產(chǎn)制造;全自動激光焊接機焊接時由電腦主導,焊接,適合大規(guī)模企業(yè)生產(chǎn)使用。
完整的激光焊接設(shè)備主要由激光器、光學系統(tǒng)、激光加工機、輻射參數(shù)傳感器、工藝介質(zhì)輸送系統(tǒng)、工藝參數(shù)傳感器、控制系統(tǒng)、準直用He-Ne激光器等組成,由于應用場合不同,加工要求不同,激光焊接設(shè)備的八個部分卻不一定一一具備,各個組成部分的功能差別也很大。
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