第一篇：激光焊接總結(jié)

激光焊接總結(jié)

就“鵬桑普”焊接板芯208片，分析總結(jié)！

自2011年8月18日整板裁剪好開(kāi)始調(diào)試焊接起，24小時(shí)連續(xù)工作五天完成任務(wù)。前期我已對(duì)0.2mm銅板進(jìn)行焊接調(diào)試，就調(diào)試板可以完美焊接了?？墒呛附拥聡?guó)進(jìn)口鍍膜板時(shí)，又回出現(xiàn)焊接不上及焊點(diǎn)太大的問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)調(diào)試，同樣是0.2mm的銅板用不同的工藝焊接，后面發(fā)現(xiàn)主要有兩個(gè)問(wèn)題：

1、銅板材質(zhì)不一樣，表面發(fā)光效果會(huì)影響激光焊接工藝；

2、鏡片：激光聚焦前面的保護(hù)鏡片，保護(hù)飛濺不傷害激光聚焦。保護(hù)鏡片透射率及清晰度一定要好。

在整批任務(wù)的完成過(guò)程中還出現(xiàn)了很多問(wèn)題:

1、伺服電機(jī)卡死現(xiàn)象；------先調(diào)伺服電機(jī)5A編輯器不成功，后更換。（主要是Y軸方向不能靈活運(yùn)動(dòng)）

2、有漏焊及脫焊現(xiàn)象；------通過(guò)把銅板墊高氣壓加大，讓銅管與銅板更有效地接合后焊接。

3、德國(guó)進(jìn)口鍍膜銅板反面出現(xiàn)兩種顏色，一種很光潔（要求功率會(huì)相對(duì)高點(diǎn)），一種看起來(lái)有氧化現(xiàn)象（相對(duì)功率低點(diǎn)，而且容易焊接）；------工藝偏向光潔面，功率偏大，氧化面焊點(diǎn)較大，有銅飛濺。

4、在焊接過(guò)程中，因?yàn)楣β侍?，銅板飛濺也就很大，保護(hù)鏡片損害相當(dāng)嚴(yán)重，使用監(jiān)視器查看焊縫越來(lái)越模糊，越是模糊就越要加大功率，最后鏡片不能使用；------在保證焊點(diǎn)的前提下勁量調(diào)小功率，讓飛濺減小。鏡片稍模糊時(shí)用棉布搽拭干凈，鏡片嚴(yán)重模糊時(shí)更換鏡片。

5、在連續(xù)焊接24小時(shí)后，監(jiān)視器的電源無(wú)故失效；------更換類(lèi)似電源。

6、在焊接過(guò)程中，由于工裝不完善經(jīng)常出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象；------焊接過(guò)程中多注意觀察調(diào)節(jié)，要認(rèn)真、要專(zhuān)心的工作。

7、工裝不完善，剪板公差無(wú)法精確到1mm以下；------工裝要根據(jù)銅板與板芯中心對(duì)稱，剪板要求精準(zhǔn)。

8、焊接到最里面的時(shí)候，需要爬上平臺(tái)進(jìn)行調(diào)試很不方便。------把易焊的一面裝在里面。

經(jīng)過(guò)大批量焊接，機(jī)器穩(wěn)定了好多，我們也都學(xué)著能夠熟悉掌握它了！

第二篇：激光焊接前景講解

激光焊接前景

摘要：焊接是一種將材料永久連接，并成為具有給定功能結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)。近幾年中國(guó)完成的一些標(biāo)志性工程來(lái)看，焊接技術(shù)發(fā)揮了重要作用。但傳統(tǒng)焊接已不能滿足越來(lái)越高的技術(shù)要求和條件限制，激光焊接便有了很大的發(fā)展空間。激光技術(shù)涉及材料學(xué)、力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等。研發(fā)是一個(gè)消耗的過(guò)程，其投入要求高，資金回收期較長(zhǎng)。單靠企業(yè)研發(fā)，速度很難跟上，于是有一部分壓力轉(zhuǎn)移到國(guó)家科研機(jī)構(gòu)。所以產(chǎn)業(yè)化需要強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實(shí)體后盾和政策支持。關(guān)鍵詞：焊接技術(shù)

關(guān)鍵制造工藝

激光焊接

產(chǎn)業(yè)化

焊接是一種將材料永久連接，并成為具有給定功能結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)。幾乎所有的產(chǎn)品，從幾十萬(wàn)噸巨輪到不足1克的微電子元件，在生產(chǎn)制造中都不同程度地應(yīng)用焊接技術(shù)。焊接已經(jīng)滲透到制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性和壽命以及生產(chǎn)的成本、效率和市場(chǎng)反應(yīng)速度。中國(guó)2005年鋼產(chǎn)量達(dá)到3．49億噸，成為世界最大的鋼材生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)，而焊接結(jié)構(gòu)的用鋼量也突破1．3億噸，相當(dāng)于美國(guó)一年的鋼產(chǎn)量，成為世界上空前最大的焊接鋼結(jié)構(gòu)制造國(guó)。近幾年中國(guó)完成的一些標(biāo)志性工程來(lái)看，焊接技術(shù)發(fā)揮了重要作用。例如三峽水利樞紐的水電裝備就是一套龐大的焊接系統(tǒng)，包括導(dǎo)水管、蝸殼、轉(zhuǎn)輪、大軸、發(fā)電機(jī)機(jī)座等，其中馬氏體不銹鋼轉(zhuǎn)輪直徑10．7m高5．4m重440t，為世界最大的鑄－焊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)輪。該轉(zhuǎn)輪由上冠、下環(huán)和13或15個(gè)葉片焊接而成，每個(gè)轉(zhuǎn)輪的焊接需要用12t焊絲，耗時(shí)4個(gè)多月。神舟6號(hào)飛船的成功發(fā)射與回收，標(biāo)志著中國(guó)航天事業(yè)的巨大進(jìn)步，其中兩名航天員活動(dòng)的返回艙和軌道艙都是鋁合金的焊接結(jié)構(gòu)，而焊接接頭的氣密性和變形控制是焊接制造的關(guān)鍵。由第一重型機(jī)械集團(tuán)為神華公司制造的中國(guó)第一個(gè)煤直接液化裝置的加氫反應(yīng)器，直徑5．5m長(zhǎng)62m厚337mm重2060t，為當(dāng)今世界最大、最重的鍛－焊結(jié)構(gòu)加氫反應(yīng)器，采用國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)雙絲窄間隙埋弧焊技術(shù)，每條環(huán)焊縫需連續(xù)焊接5天。西氣東輸?shù)墓芫€長(zhǎng)4000km，是中國(guó)第一條高強(qiáng)鋼（X70）大直徑長(zhǎng)輸管線，所用的螺旋鋼管和直縫鋼管全部是板－焊形式的焊接管。2005年我國(guó)造船的總噸位達(dá)到1212萬(wàn)噸，占世界造船總量的17％，居于日、韓之后，穩(wěn)居世界第三位，正向年產(chǎn)2500萬(wàn)噸的世界水平邁進(jìn)。國(guó)內(nèi)制造的30萬(wàn)噸超級(jí)油輪、新型5668標(biāo)箱集裝箱船、15萬(wàn)噸散裝貨船，以及為世界矚目的，被稱為“中華第一盾”的170艦，都是中國(guó)造船界的驕傲，船體是典型的板－焊結(jié)構(gòu)。另外，上海中瀘浦大橋是世界最長(zhǎng)的全焊鋼拱橋；國(guó)家大劇院的橢球型穹頂是世界最重的鋼結(jié)構(gòu)穹頂；奧林匹克主體育場(chǎng)的鳥(niǎo)巢式鋼結(jié)構(gòu)重4萬(wàn)多噸，也是世界之最。這些大型結(jié)構(gòu)都是中國(guó)焊接制造的最大、最重、最長(zhǎng)、最高、最厚、最新的具有代表性的重要產(chǎn)品。由此可見(jiàn)，焊接在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)中具有非常重要的地位和作用。從“十一五”規(guī)劃的二十項(xiàng)國(guó)家重大技術(shù)裝備的研制項(xiàng)目可以看出，在百萬(wàn)千瓦級(jí)核電機(jī)組、超超臨界火力發(fā)電機(jī)組成套設(shè)備、高水頭超大容量水電機(jī)組、大型抽水蓄能機(jī)組、30～60萬(wàn)瓦級(jí)循環(huán)硫化床（CFB）鍋爐的成套技術(shù)裝備、百萬(wàn)噸級(jí)大型乙烯成套設(shè)備、百萬(wàn)噸級(jí)大型對(duì)苯二甲酸成套設(shè)備、大型煤制氣成套設(shè)備以及大型煤礦綜合采掘成套技術(shù)與裝備中，焊接制造都是關(guān)鍵制造工藝之一。

但傳統(tǒng)焊接已不能滿足越來(lái)越高的技術(shù)要求和條件限制，激光焊接便有了很大的發(fā)展空間。

1、激光焊接原理——激光是輻射的受激發(fā)射光放大的簡(jiǎn)稱，由于其獨(dú)有的高亮度、高方向性、高單色性、高相干性，自誕生以來(lái)，其在工業(yè)加工中的應(yīng)用十分廣泛，成為未來(lái)制造系統(tǒng)共同的加工手段。用激光焊接加工是利用高輻射強(qiáng)度的激光束，激光束經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后，其激光焦點(diǎn)的功率密度為104~107W/cm2，加工工件置于激光焦點(diǎn)附近進(jìn)行加熱熔化，熔化現(xiàn)象能否產(chǎn)生和產(chǎn)生的強(qiáng)弱程度主要取決于激光作用材料表面的時(shí)間、功率密度和峰值功率。控制上述各參數(shù)就可利用激光進(jìn)行各種不同的焊接加工。

2、激光焊接的一般特點(diǎn)——激光焊接是利用激光束作為熱源的一種熱加工工藝，它與電子束等離子束和一般機(jī)械加工相比較，具有許多優(yōu)點(diǎn)：（1）激光束的激光焦點(diǎn)光斑小，功率密度高，能焊接一些高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度的合金材料；（2）激光焊接是無(wú)接觸加工，沒(méi)有工具損耗和工具調(diào)換等問(wèn)題。激光束能量可調(diào)，移動(dòng)速度可調(diào)，可以多種焊接加工；（3）激光焊接自動(dòng)化程度高，可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，焊接速度快，功效高，可方便的進(jìn)行任何復(fù)雜形狀的焊接；（4）激光焊接熱影響區(qū)小，材料變形小，無(wú)需后續(xù)工序處理；（5）激光可通過(guò)玻璃焊接處于真空容器內(nèi)的工件及處于復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部位置的工件；（6）激光束易于導(dǎo)向、聚焦，實(shí)現(xiàn)各方向變換；（7）激光焊接與電子束加工相比較，不需要嚴(yán)格的真空設(shè)備系統(tǒng)，操作方便；（8）

激光焊接生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益好。中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所發(fā)動(dòng)機(jī)科學(xué)與工程聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室近期在渦輪增壓器異種材料激光焊接技術(shù)方面取得重要進(jìn)展，優(yōu)化后的激光焊接工藝為提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能提供了重要支持。

目前，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要地位。作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件，渦輪增壓器對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的改善有顯著作用，其異種材料焊接質(zhì)量對(duì)整機(jī)性能有重要影響。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器中，渦輪葉片和渦軸桿的材料不同，參數(shù)有很大差異，對(duì)兩者進(jìn)行連接時(shí)易形成焊接裂紋，具有淬硬傾向。目前，業(yè)界多采用摩擦焊方式進(jìn)行連接，但強(qiáng)度不高、成形精度差是摩擦焊的缺陷。激光焊接是一種新方式，它利用激光的相干性等特性，很好地解決了焊縫偏熔和未熔合的問(wèn)題。與傳統(tǒng)焊接工藝相比，優(yōu)化后的激光焊接工藝在滿足高焊接強(qiáng)度要求的同時(shí)，極大提高了焊接效率，為提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能提供了重要技術(shù)支持。

中國(guó)科學(xué)院力學(xué)所發(fā)動(dòng)機(jī)科學(xué)與工程聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室副主任虞剛認(rèn)為，隨著市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，汽車(chē)行業(yè)近年來(lái)的發(fā)展勢(shì)頭很好，但自主技術(shù)稀少、自主研發(fā)環(huán)境欠缺的問(wèn)題始終沒(méi)能解決。國(guó)內(nèi)企業(yè)與跨國(guó)公司合作，很難獲得核心技術(shù)?！皼](méi)有核心技術(shù)以及后續(xù)的研發(fā)、改進(jìn)，將會(huì)給產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)不良影響。當(dāng)前，一些汽車(chē)制造企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始獨(dú)立研發(fā)，但?拿來(lái)主義?的觀念仍然很強(qiáng)，真正的自主研發(fā)成果少之又少?！?/p>

激光技術(shù)涉及材料學(xué)、力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等。研發(fā)是一個(gè)消耗的過(guò)程，其投入要求高，資金回收期較長(zhǎng)。單靠企業(yè)研發(fā)，速度很難跟上，于是有一部分壓力轉(zhuǎn)移到國(guó)家科研機(jī)構(gòu)。中國(guó)科學(xué)院下屬研究所包含所有自然科學(xué)及工程研究領(lǐng)域，從技術(shù)上講，是國(guó)家最有代表性的部門(mén)。虞剛說(shuō)：“正是在這樣的背景下，我們力學(xué)所從最基礎(chǔ)的角度著手開(kāi)始攻關(guān)。在激光異種材料焊接這個(gè)領(lǐng)域，國(guó)際上一直沒(méi)有新進(jìn)展。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力，我們力學(xué)所取得了突破性進(jìn)展，領(lǐng)先國(guó)際水平?？梢哉f(shuō)，這是一項(xiàng)百分之百擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)際先進(jìn)技術(shù)?！?/p>

談到異種材料激光焊接技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化前景，虞剛說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，市場(chǎng)也有這方面的需求，其產(chǎn)業(yè)化潛力很大。但產(chǎn)業(yè)化有風(fēng)險(xiǎn)。虞剛給記者算了一筆賬，如果一項(xiàng)基礎(chǔ)研究只要投入1元錢(qián)，那么，將這項(xiàng)研究成果變成可用的技術(shù)就需要10元錢(qián)，而真正的產(chǎn)業(yè)化則需要100元錢(qián)?！斑@個(gè)比例讓很多企業(yè)承受不了。國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)還不具備這種抗風(fēng)險(xiǎn)的能力，所以許多企業(yè)不愿意做。所以產(chǎn)業(yè)化需要強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實(shí)體后盾和政策支持。參考文獻(xiàn)：

《實(shí)用焊接手冊(cè)》顧紀(jì)清 上海科學(xué)技術(shù)出版社

《現(xiàn)代焊接生產(chǎn)手冊(cè)》 上海市焊接協(xié)會(huì) 上?？萍?2007-05出版)《焊接技術(shù)手冊(cè)》 河南科學(xué)技術(shù)出版社2004 年7月(1999-04出版)《激光原理與技術(shù)》 閻吉祥高等教育出版社 【書(shū) 號(hào)】 7040145677 個(gè)人介紹“

姓 名：孟軍

性別：男

出生年月：1980.06 畢業(yè)院校：蘭州理工大學(xué)

專(zhuān)業(yè)：機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造

畢業(yè)時(shí)間：2003.06 工作單位：蘭州鐵路機(jī)電工廠 地址：蘭州市紅山東路98號(hào) 郵編：730000

第三篇：鋁合金激光焊接技術(shù)

一、鋁合金激光焊接的發(fā)展

鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，在航空、航天、汽車(chē)、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域，因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點(diǎn)之一。

不過(guò)，鋁合金本身的特性使得其相關(guān)的焊接技術(shù)面臨著一些亟待解決的問(wèn)題：表面難溶的氧化膜、接頭軟化、易產(chǎn)生氣孔、容易熱變形以及熱導(dǎo)率過(guò)大等。以往的生產(chǎn)實(shí)踐中，鋁合金的焊接常用鎢極氬弧焊和熔化極氬弧焊。雖然這兩種焊接方式能量密度較大，焊接鋁合金時(shí)能獲得良好的接頭，但仍然存在熔透能力差、焊接變形大、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。用這些傳統(tǒng)的、應(yīng)用于黑色金屬的焊接方法焊接鋁合金，并不能達(dá)到工業(yè)上高效、無(wú)缺陷、性能佳的要求，于是人們開(kāi)始尋求新的焊接方法，20世紀(jì)中后期激光技術(shù)逐漸開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)。歐洲空中客車(chē)公司生產(chǎn)的A340飛機(jī)機(jī)身，就采用激光焊接技術(shù)取代原有的鉚接工藝，使機(jī)身的重量減輕18 %左右，制造成本降低了近25 %。德國(guó)奧迪公司A2和A8全鋁結(jié)構(gòu)轎車(chē)也獲益于鋁合金激光焊接技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。這些成功的事例大大促使對(duì)激光焊接鋁合金的研究，激光技術(shù)已經(jīng)成為了未來(lái)鋁合金焊接技術(shù)的主要發(fā)展方向，因?yàn)榧す夂附泳哂衅洫?dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

(1)能量密度高，熱輸入量小，焊接變形小，能得到窄的熔化區(qū)和熱影響區(qū)以及熔深大的焊縫。

(2)冷卻速度快，焊縫組織微細(xì)，故焊接接頭性能良好。

(3)焊接能量可精確控制，可靠性高，針對(duì)不同的要求有較高的適應(yīng)性。(4)可進(jìn)行微型焊接或?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，不需要真空裝置，利于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。

二、激光焊接鋁合金的難點(diǎn)及解決措施 1.鋁合金表面的高反射性和高導(dǎo)熱性

這一特點(diǎn)可以用鋁合金的微觀結(jié)構(gòu)來(lái)解釋。由于鋁合金中存在密度很大的自由電子，自由電子受到激光（強(qiáng)烈的電磁波）強(qiáng)迫震動(dòng)而產(chǎn)生次級(jí)電磁波，造成強(qiáng)烈的反射波和較弱的透射波，因而鋁合金表面對(duì)激光具有較高的反射率和很小

吸收率。同時(shí)，自由電子的布朗運(yùn)動(dòng)受激而變得更為劇烈，所以鋁合金也具有很高的導(dǎo)熱性。

針對(duì)鋁合金對(duì)激光的高反射性，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都作了大量研究，試驗(yàn)結(jié)果表明，進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻骖A(yù)處理如噴砂處理、砂紙打磨、表面化學(xué)浸蝕、表面鍍、石墨涂層、空氣爐中氧化等均可以降低光束反射，有效地增大鋁合金對(duì)光束能量的吸收。另外，從焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考慮，在鋁合金表面人工制孔或采用光收集器形式接頭，開(kāi)V形坡口或采用拼焊(拼接間隙相當(dāng)于人工制孔)方法，都可以增加鋁合金對(duì)激光的吸收，獲得較大的熔深。另外，還可以利用合理設(shè)計(jì)焊接縫隙來(lái)增加鋁合金表面對(duì)激光能量的吸收(如圖1)。從圖上可以直觀的反應(yīng)出，將焊縫和激光束的位置關(guān)系由圖1(a)改為圖1(b)或圖1(c)，使激光束與縫壁有一定角度后，激光束能夠在縫隙內(nèi)多次反射，形成一個(gè)人工小孔，增加了焊件對(duì)激光能量的吸收。

圖1 改變焊縫幾何形狀

2.小孔的誘導(dǎo)和維持

小孔的誘導(dǎo)和維持是鋁合金激光焊接中的特有困難，這是由鋁合金材料特性和激光光學(xué)特性造成的。激光焊接的過(guò)程中，小孔可看成是鋁合金的黑體，能大大提高材料對(duì)激光的吸收率，為母材獲得更多的能量耦合，這有利于提高焊接接頭的質(zhì)量。但由于鋁合金的高反射性和高導(dǎo)熱性，要誘導(dǎo)小孔的形成就需要激光有更高的能量密度。而鋁元素以及鋁合金中的Mg、Zn、Li沸點(diǎn)低、易蒸發(fā)且蒸汽壓大，雖然這有助于小孔的形成，但等離子體的冷卻作用（等離子體對(duì)能量的屏蔽和吸收，減少了激光對(duì)母材的能量輸入）使得等離子體本身“過(guò)熱”，卻阻礙了小孔維持連續(xù)存在。

由于能量密度閾值的高低本質(zhì)上受其合金成分的控制，因此可以通過(guò)控制工藝參數(shù)，選擇確定激光功率保證合適的熱輸入量，有助于獲得穩(wěn)定的焊接過(guò)程。另外，能量密度閾值一定程度上還受到保護(hù)氣體種類(lèi)的影響。研究表明，激光焊接鋁合金時(shí)使用N2氣時(shí)可較容易地誘導(dǎo)出小孔,而使用He氣則不能誘導(dǎo)出小孔。這是因?yàn)镹2和Al之間可發(fā)生放熱反應(yīng)，生成的Al-N-O 三元化合物提高了對(duì)激光吸收率。

三、激光焊接鋁合金容易產(chǎn)生的缺陷及消除方法 1.氣孔

鋁合金激光焊接的主要缺陷之一是氣孔，焊縫氣孔的形成機(jī)理比較復(fù)雜，一般認(rèn)為存在兩類(lèi)氣孔:氫氣孔和由于小孔的破滅而產(chǎn)生的氣孔。氫氣孔是由于氫（主要來(lái)自表層的濕氣與微量水）在熔池金屬中的可溶性引起的，激光焊接冷卻速度極快，導(dǎo)致氫的溶解度急劇下降形成氫氣孔。由于小孔塌陷而形成的孔洞，主要是由于小孔表面張力大于蒸氣壓力，不能維持穩(wěn)定而塌陷，液態(tài)金屬來(lái)不及填充就造成孔洞。另外，低熔點(diǎn)、高蒸氣壓合金元素蒸發(fā)導(dǎo)致氣孔，表面氧化膜在焊接過(guò)程中溶解到熔池中也會(huì)形成氣孔。

從氫氣孔的形成原理可知，表層物質(zhì)是氫元素的主要來(lái)源，因此選擇正確的焊前表面預(yù)處理可以有效地減少氫氣孔的產(chǎn)生。對(duì)于由小孔塌陷引發(fā)的氣孔，則要求選擇適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)氣體并合理控制流量流速，在條件允許下采用高功率、高速度、大離焦量(負(fù)值)的焊接方式，可以進(jìn)一步消除氣孔的產(chǎn)生。

2.熱裂紋

鋁合金的焊接裂紋都是熱裂紋，與冷卻時(shí)間（或焊接速度）密切有關(guān)，主要有結(jié)晶裂紋和液化裂紋。鋁合金激光焊接產(chǎn)生的結(jié)晶裂紋是由于焊縫金屬結(jié)晶時(shí)在晶界處形成低熔點(diǎn)共晶化合物導(dǎo)致的，焊縫金屬氧化生成的Al2O3和AlN也會(huì)成為微裂紋的擴(kuò)展源。液化裂紋是熔化的鋁合金在凝固過(guò)程中局部塑性變形量超過(guò)其本身所能承受的變形量的結(jié)果。

目前常用的消除熱裂紋的方法是使用填充材料，即填絲，這能有效地防止焊接熱裂紋，提高接頭強(qiáng)度。此外，調(diào)整激光能量的輸入方式，合理選擇脈沖點(diǎn)焊時(shí)的脈沖波形，焊縫熔化凝固重復(fù)進(jìn)行，以降低熔池凝固時(shí)的凝固速度，這種在凝固過(guò)程中增加熱循環(huán)的控制方法同樣可以減少結(jié)晶裂紋。

3.Mg、Zn等元素的燒損

使用激光焊接鋁合金時(shí)，焊縫的加熱和凝固速度都非常快，這使得Mg，Zn 等低熔點(diǎn)強(qiáng)化元素發(fā)生燒損，導(dǎo)致焊縫硬度和強(qiáng)度下降。Mg 的沸點(diǎn)為1 380 K，比Al 的2 727 K低，Mg首先蒸發(fā)燒損。燒損現(xiàn)象使得焊縫成型時(shí)的晶粒大小嚴(yán)重不均勻，從金屬學(xué)角度講，大晶粒的存在破壞合金元素的強(qiáng)化作用，導(dǎo)致焊縫的強(qiáng)度明顯比母材低。

防止合金元素的燒損主要從控制合金成分入手，在保證鋁合金質(zhì)量和接頭要求的前提下，降低Mg的含量，添加Mn、Si等元素。

四、鋁合金激光焊接的工藝參數(shù)

鋁激光焊接的工藝參數(shù)主要有: 功率密度、焊接速度、焦點(diǎn)位置、保護(hù)氣體種類(lèi)及流量等，它們直接決定著焊縫成形。

1.功率密度

激光的功率密度是決定焊縫熔深的最主要因素。當(dāng)其他工藝參數(shù)保持不變時(shí)，隨著功率密度的增大，焊縫深寬比增大。因?yàn)楣β拭芏仍龃髸r(shí)，蒸汽壓力能克服熔化成液態(tài)金屬的表面張力和靜壓力而形成小孔，小孔有助于吸收光束能量——“小孔效應(yīng)”。但是如果功率密度過(guò)大，使金屬?gòu)?qiáng)烈汽化，嚴(yán)重?zé)龘p合金，焊縫成型組織的晶粒過(guò)大，焊縫的硬度和強(qiáng)度均下降。并且，大量的光致等離子體的冷卻和屏蔽作用，使得熔深反而下降。

2.焊接速度

在其他工藝參數(shù)不變的情況下，熔深隨焊速的增加而減小，焊接效率隨焊速的增加而提高。但是速度過(guò)快，到達(dá)焊縫處的線能量密度較低，會(huì)使熔深達(dá)不到焊接要求；速度過(guò)慢，則線能量密度過(guò)高，母材過(guò)度熔化和燒損，降低接頭性能，甚至引發(fā)熱裂紋。因此，對(duì)一特定厚度的鋁合金工件，選擇確定激光功率密度之后，存在著既能維持合適的焊縫深寬比又不會(huì)使工件過(guò)熱的最佳焊速，這可以從以往的生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)或者查閱相關(guān)文獻(xiàn)獲得。

3.焦點(diǎn)位置

研究表明，鋁合金激光焊接的焦點(diǎn)位置與熔深的關(guān)系如圖2所示。我們可以看出，熔深隨焦點(diǎn)位置的變化有一個(gè)跳躍性變化過(guò)程：當(dāng)焦點(diǎn)處于偏離工件表面較大(2 mm)時(shí)，工件表面光斑尺寸較大，因此光束能量密度較低，屬于以熱傳

導(dǎo)為主的熔化焊，熔深較淺； 而當(dāng)焦點(diǎn)靠近工件表面某一位置(2 mm)時(shí)，工件表面入射光束能量密度值增大到臨界值，產(chǎn)生小孔效應(yīng)，因此熔深發(fā)生跳躍性增加。經(jīng)試驗(yàn)得到，當(dāng)焦點(diǎn)位置在工件表面上方1 mm 處時(shí)焊縫熔深最大。

圖2 焦點(diǎn)位置對(duì)焊縫熔深的影響

4.保護(hù)氣

和電子束焊接相比，激光焊接不需要真空環(huán)境，但焊接鋁合金需采用保護(hù)氣體，其目的是抑制光致等離子體，并排除空氣使焊縫免受污染。光致等離子體的形成不僅來(lái)自被離子化的金屬母材蒸汽，而且和保護(hù)氣體本身性質(zhì)也有很大的關(guān)系。通過(guò)增加電子與離子和中性原子三體碰撞來(lái)增加電子的復(fù)合速率，以降低等離子體中的電子密度。中性原子越輕，碰撞頻率越高，復(fù)合速率越高；另一方面，保護(hù)氣體本身的電離能應(yīng)該高，不致因氣體本身的電離而增加電子密度。鋁合金激光焊接傳統(tǒng)上采用的保護(hù)氣體主要有三種：Ar、N2、He。理論上He最輕且電離能最高，但是在較低功率、較高焊速下，由于等離子體很弱，不同保護(hù)氣體差別很小。研究表明，在相同條件下，使用N2容易誘導(dǎo)小孔，主要是N2和Al 之間可發(fā)生放熱反應(yīng)，生成的Al－N－O 三元化合物對(duì)激光的吸收率要高一些，純N2 會(huì)在焊縫中產(chǎn)生AlN 脆性相，同時(shí)易形成氣孔。而采用惰性氣體保護(hù)時(shí)，由于質(zhì)輕而逸出，氣孔形成機(jī)率小，因此采用混合氣體保護(hù)效果較好。現(xiàn)在也有采用Ar－O2，N2－O2等氣體進(jìn)行鋁合金激光焊接的研究越來(lái)越多。

五、先進(jìn)的鋁合金激光焊接技術(shù) 1.鋁合金的激光-電弧復(fù)合焊

現(xiàn)在激光焊接鋁合金還處于發(fā)展階段，設(shè)備成本高、接頭間隙允許度小、工件準(zhǔn)備工序要求嚴(yán)等制約了純激光焊接鋁合金的應(yīng)用。目前，激光-電弧復(fù)合焊在德國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家研究比較多，激光-電弧復(fù)合主要是激光與TIG電弧、MIG電弧及等離子體復(fù)合，分別如圖3、4所示。這種工藝在汽車(chē)制造業(yè)中已有一定的應(yīng)用，如德國(guó)大眾汽車(chē)公司的Phaeton前門(mén)上就有48處激光-M IG焊道，而且還可以用來(lái)焊接車(chē)體及輪軸。鋁合金激光-電弧復(fù)合焊很好地解決了激光焊接的功率、鋁合金表面對(duì)激光束的吸收率以及深熔焊的閾值等問(wèn)題。這是因?yàn)楹附愉X合金時(shí)，激光與電弧的相互影響，可以克服單用激光或電弧焊方法自身的不足，產(chǎn)生良好的復(fù)合效應(yīng)——兩種熱源同時(shí)作用在一個(gè)相同區(qū)域的疊加效應(yīng)——高的能量密度導(dǎo)致了高的焊接速度，顯著提高焊接效率。

圖3 激光-TIG復(fù)合焊接鋁合金原理圖

圖4 激光-MIG復(fù)合焊接鋁合金原理圖

2.鋁合金的雙光束激光焊接

單束激光焊接鋁合金時(shí)，由于小孔的塌陷而容易產(chǎn)生氣孔。李俐群[10]等學(xué)者研究表明，采用如圖5所示的雙光束焊接鋁合金，焊縫成形美觀、無(wú)飛濺或凹坑等缺陷，對(duì)焊接參數(shù)適應(yīng)性更好；等離子體穩(wěn)定性提高；氣孔大大減少。這是因?yàn)椴捎秒p光束激光焊接時(shí)，第一束激光產(chǎn)生熔池，并對(duì)焊接區(qū)域附近進(jìn)行預(yù)熱積累熱量。當(dāng)?shù)诙す庹丈湓撎帟r(shí)，更多的母材能夠熔化，從而使得形成焊縫更寬。同時(shí)，第二束激光能把第一束激光形成的小孔后壁氣化，防止其塌陷，大大減小了形成氣孔的幾率。雙光束激光焊接鋁合金的技術(shù)已經(jīng)在德國(guó)軍用飛機(jī)EADS進(jìn)氣管的焊接上得到了應(yīng)用。

圖5 雙光束激光焊接鋁合金的原理圖

3.鋁合金激光填絲焊技術(shù)

在新興的鋁合金焊接技術(shù)中，攪拌摩擦焊需要針對(duì)被焊母材的形狀和接口要求設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具，鋁合金激光填絲技術(shù)則解決了對(duì)工件裝夾、拼裝要求嚴(yán)的問(wèn)題，而且用較小功率激光器就能實(shí)現(xiàn)厚板窄焊道的多層焊。另外通過(guò)調(diào)節(jié)焊絲成分，改善焊縫區(qū)組織性能，對(duì)裂紋等缺陷更易控制，顯著提高鋁合金焊接穩(wěn)定性與適應(yīng)性。鋁合金激光填絲焊示意圖如圖6所示。

圖6 鋁合金激光填絲焊示意圖

六、鋁合金激光焊接的前景展望

前面已經(jīng)提到，日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始將激光焊接鋁合金應(yīng)用于汽車(chē)制造業(yè)。由于鋁合金具有高比強(qiáng)度、耐銹蝕、熱穩(wěn)定性好、易成形、再生性好和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)等一系列優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)業(yè)中倍受青睞。大量的對(duì)比研究和反復(fù)實(shí)踐證明，選用鋁合金材料是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化的有效途徑。減輕汽車(chē)重量以降低能耗、減少污染、提高燃油效率，這是解決汽車(chē)節(jié)能和環(huán)保問(wèn)題的最有效的措施。而激光焊接技術(shù)效率高、熱影響區(qū)小、能獲得良好的接頭質(zhì)量。在鋁合金頗受汽車(chē)業(yè)青睞的大環(huán)境下，激光焊接鋁合金將會(huì)成為越來(lái)越成熟的工藝，并被推廣至船舶制造行業(yè)和航空航天產(chǎn)業(yè)。其實(shí)，上文也已經(jīng)提到過(guò)，歐洲的空中客車(chē)已經(jīng)在使用激光焊接鋁合金的技術(shù)部分取代傳統(tǒng)的鉚接技術(shù)。這種自動(dòng)化程度極高、質(zhì)量穩(wěn)定的焊接方式甚至能夠滿足載人航天和可重復(fù)使用航天器對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的可靠性提出了更高的要求。我們可以預(yù)見(jiàn)，鋁合金激光焊接技術(shù)在近幾年將成為航天焊接研究領(lǐng)域工作者熱點(diǎn)之一。

第四篇：關(guān)于激光焊接機(jī)焊接的主要影響因素分析總結(jié)

激光焊接機(jī)焊接的主要影響因素

來(lái)源：奧華激光

激光焊接的主要影響因素

激光功率：通常用于焊接的激光功率等級(jí)為3kW ； 輸出形式：連續(xù)、脈沖、波形控制；

焊接速度：激光焊接的經(jīng)濟(jì)性要求焊接速度較高（2m/min）； 材料特性：材料對(duì)激光的吸收率、表面狀態(tài)等；

保護(hù)氣體種類(lèi)和形式：主要考慮對(duì)焊縫區(qū)的保護(hù)、等離子體產(chǎn)生的閾值高； 離焦量：影響激光焊接熔深的主要參數(shù)； 接頭形式：對(duì)接、搭接、角接等；

工件間隙：一般不允許有間隙（0.1mm）；

填充材料：一般不采用填絲方式，超大功率、特殊情況下采用

第五篇：珠寶首飾貿(mào)易的激光焊接技術(shù)

很多珠寶商認(rèn)為，這是不可能修復(fù)或調(diào)整，如不銹鋼或鈦金屬制成的珠寶首飾。嗯，這是很難找人修理他們，但用大橋焊絲激光焊接機(jī)的工作很容易。

珠寶商在調(diào)整環(huán)有軟寶石，如珊瑚，珍珠，蛋白石和許多其他的問(wèn)題，是熱，他們將被立即銷(xiāo)毀從一個(gè)珠寶商的火炬。鉆石，紅寶石，藍(lán)寶石，可以有一個(gè)珠寶商的火炬其實(shí)摸他們，他們不會(huì)打破。當(dāng)然這總是盡量避免使用。但許多其他的石頭，甚至是祖母綠，必須從環(huán)中刪除，從火炬的熱量可以用于焊接兩部分。

這提出了進(jìn)一步的問(wèn)題時(shí)，石頭已經(jīng)擋板集。擋板的設(shè)置涉及被迫在石頭推擦超過(guò)金屬。這是一個(gè)單向的行動(dòng)，你不能獎(jiǎng)的金屬背面，取出結(jié)石，購(gòu)買(mǎi)后焊接已完成，取代石頭和金屬擋板再次推。這種金屬現(xiàn)在毀了。

那么，如果你能留在原地的石頭和切割環(huán)，然后取出一塊更小的尺寸，然后焊接到一起再次使環(huán)？好吧，那只是完美，你幾乎可以做激光技術(shù)。

用激光焊接機(jī)，目前售價(jià)在$30,000和$50,000之間，你可以留在原地的石頭，并調(diào)整大小，然后焊接或兩件融合在一起。成功，這是可以做的原因是因?yàn)榧す庵稽c(diǎn)點(diǎn)的熱量?？梢晕赵谀愕氖汁h(huán)和激光焊接在一起。

激光器可用于各類(lèi)金屬不銹鋼，鈦，鉑，銀，金。激光焊接實(shí)際上是一個(gè)融合的兩個(gè)金屬部分，所以沒(méi)有焊接或凌亂通量。焊接是最好的焊點(diǎn)強(qiáng)三倍。

小塊可高達(dá)0.2毫米的小焊接在一起，這就是小。最白金鍍銠給它白色的外觀，光澤，但是當(dāng)它被修復(fù)，它有鍍銠再次與激光技術(shù)，但不作為的焊縫是一個(gè)非常本地化的。

對(duì)于我來(lái)說(shuō)焊料2環(huán)一起并排雙帶將大約需要20分鐘時(shí)間做焊接，我做了一些準(zhǔn)備工作。然后我需要在一種酸浴離開(kāi)它，然后去酸浴和各種其他程序，把它清理干凈，所以采取了很多時(shí)間。激光焊接兩件一起可能需要三，四分鐘，有沒(méi)有后續(xù)治療。

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