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激光焊接機與其他特種焊接方法比較

發布時間：2017-09-01

特種焊接方法是焊接技術發展的一個重要階段。這些焊接方法有的采用了新的能源，如激光焊接機是以激光作為焊接能源，電子束焊是以聚焦的電子束作為能源，超聲波焊則是以超聲波為能源；有的則采用了新的技術，如螺柱焊的焊機上應用了現代的電子程序開關。有的則是在原有焊接原理上的發展，如擴散焊是通過創造更有利于金屬界面擴散的條件，使其充分擴散以完成焊接；冷壓焊則是通過研究發現，只要施加足夠的壓力，許多金屬都能只靠加壓即可焊在一起。經過認真分析各種材料的特性，并進行大量的實驗，得出了多種金屬冷壓焊時所需的壓力，形成了冷壓焊的技術和理論。其實增加了壓力也是提供了金屬界面充分擴散的條件。
激光焊接原理：激光焊接機是將高強度的激光束輻射至金屬表面，通過激光與金屬的相互作用，金屬吸收激光轉化為熱能使金屬熔化后冷卻結晶形成焊接。在不同的輻射功率密度下熔化過程的演變階段，激光焊接機的機理有兩種：
1、熱傳導焊接
當激光照射在材料表面時，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，將光能轉化為熱能加熱熔化，材料表面層的熱以熱傳導的方式繼續向材料深處傳遞，最后將兩焊件熔接在一起。
2、激光深熔焊
當功率密度比較大的激光束照射到材料表面時，材料吸收光能轉化為熱能，材料被加熱熔化至汽化，產生大量的金屬蒸汽，在蒸汽退出表面時產生的反作用力下，使熔化的金屬液體向四周排擠，形成凹坑，隨著激光的繼續照射，凹坑穿入更深，當激光停止照射后，凹坑周邊的熔液回流，冷卻凝固后將兩焊件焊接在—起。
這兩種激光焊接機理根據實際的材料性質和焊接需要來選擇，通過調節激光的各焊接工藝參數得到不同的焊接機理。這兩種方式最基本的區別在于：前者熔池表面保持封閉，而后者熔池則被激光束穿透成孔。傳導焊對系統的擾動較小，因為激光束的輻射沒有穿透被焊材料，所以，在傳導焊過程中焊縫不易被氣體侵入；而深熔焊時，小孔的不斷關閉能導致氣孔。傳導焊和深熔焊方式也可以在同一焊接過程中相互轉換，由傳導方式向小孔方式的轉變取決于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脈沖持續時間。激光脈沖能量密度的時間依賴性能夠使激光焊接在激光與材料相互作用期間由一種焊接方式向另一種方式轉變，即在相互作用過程中焊縫可以先在傳導方式下形成，然后再轉變為小孔方式。