激光焊的特點(diǎn)及其應(yīng)用

激光焊的特點(diǎn)及其應(yīng)用一、激光焊的特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)激光焊是以高能量密度激光束作為熱源的熔焊方法。采用激光焊，不僅生產(chǎn)率高于傳統(tǒng)的焊接方法，而且焊接質(zhì)量也得到顯著提高。與一般焊接方法相比，激光焊具有以下特點(diǎn)。1）聚焦激光束具有很高的功率密度(105~107W/cm2或更高)，加熱速度快，具有高深寬比（在穿孔焊接的情況下，焊縫深度與寬度之比可以達(dá)到10:1），焊接速度快特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)深熔焊和高速焊。激光焊接可以實(shí)現(xiàn)電腦或者數(shù)位控制，焊接速度相比傳統(tǒng)焊接要快3-5倍，可明顯提高焊接效率，提升整體制造效率。2）焊縫平整美觀，焊后無需處理或只需簡單處理工序，同時(shí)焊縫質(zhì)量高，無氣孔，焊后組織可細(xì)化，焊縫強(qiáng)度、韌性相當(dāng)于甚至超過母材金屬。4）激光加熱范圍小(<1mm),在同等功率和焊件厚度條件下，可將熱量輸入減少到最小所需量，熱影響區(qū)變化范圍小，熱傳導(dǎo)引起的變形也最低。5）激光能發(fā)射、透射，能在空間傳播相當(dāng)距離而衰減很小，通過光導(dǎo)纖維、棱鏡等光學(xué)方法彎曲傳輸、偏轉(zhuǎn)、聚焦，并精確控制，聚焦光點(diǎn)小，可高精度定位，易實(shí)現(xiàn)自動化，特別適合于微型零件、難以接近的部位或遠(yuǎn)距離的焊接。6）激光在大氣中損耗不大，可以穿過玻璃等透明物體，適合于在玻璃制成的密封容器里焊接鈹合金等劇毒材料，同時(shí)激光不受電磁場影響，不存在射線防護(hù)，也不需要真空保護(hù)。7）可焊接某些異種材料和一般焊接方法難以焊接的材料，如高熔點(diǎn)金屬、非金屬材料（如陶瓷、有機(jī)玻璃等)、對熱輸入敏感的材料都可激光焊，且焊后無需熱處理。8）激光焊接技術(shù)屬于非接觸式焊接，焊接方式不同于傳統(tǒng)焊接，無需使用電極，對機(jī)具的損耗和形變影響非常少，能夠?qū)崛肓亢艽笙薅鹊慕档?，降低因熱傳?dǎo)產(chǎn)生的不利影響發(fā)生率。2、局限性1）由于光束質(zhì)量和激光功率的限制，激光束的穿透深度有限，高功率、高光束質(zhì)量的激光器加工成本高，激光器特別是高功率連續(xù)激光器，價(jià)格昂貴，目前工業(yè)用激光器的最大功率為20kW,可焊接的最大厚度約20mm,比電子束焊小得多。2）激光束直徑很小，熱作用面積窄，因此對工件的加工、組裝、定位要求均很高。3）激光器的電光轉(zhuǎn)換及整體運(yùn)行效率都很低，光束能量轉(zhuǎn)換率僅為10%~20%。4）高功率激光束焊接時(shí)，等離子體的控制變得更加困難，焊接過程的穩(wěn)定性變差，甚至出現(xiàn)屏蔽效應(yīng)，導(dǎo)致熔深減小。因此，激光焊接一般用于焊接較薄的材料。5）激光很難焊接高反射率和高導(dǎo)熱率的材料。熔池的快速凝固使它們?nèi)菀壮霈F(xiàn)氣孔和冷裂紋。同時(shí)，合金元素和雜質(zhì)元素容易偏析，產(chǎn)生熱裂紋等缺陷。二、激光焊接應(yīng)用隨著激光應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，激光焊接技術(shù)被廣泛應(yīng)用眾多領(lǐng)域。1、汽車工業(yè)。激光焊接非接觸式加工，速度快，對產(chǎn)品無污染，適合汽車等高端消費(fèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝需求，鋁合金采用激光焊接，不僅大大減輕了車身重量，而且減少了制造汽車的工序，提高了生產(chǎn)效率，在汽車行業(yè)應(yīng)用越來越廣。汽缸蓋墊片、油嘴、火花塞等汽車零部件常采用中低功率的脈沖激光焊接。2、電池行業(yè)。動力電池生產(chǎn)，從電芯制造到PACK組裝，激光焊利用激光束優(yōu)異的方向性和高功率密度來高效完成工作。尤其是適用于于動力電池結(jié)構(gòu)中多種材料，如鋼、鋁、銅、鎳制成的電極、導(dǎo)線或外殼等。

手機(jī)和大部分打碼產(chǎn)品的電池都是激光焊接的。激光焊接機(jī)與自動工作臺相結(jié)合，可高效環(huán)保地焊接美觀的鋰電池和鋁電池。3、電子工業(yè)。激光加工是一種非接觸式加工方式，不會產(chǎn)生機(jī)械擠壓或機(jī)械應(yīng)力，特別符合電子行業(yè)的焊接加工要求，如：變壓器、電感器、連接器、端子、光纖連接器、傳感器、變壓器、開關(guān)、微電子元件、集成電路引線等的焊接。

同時(shí)由于激光焊接熱影響區(qū)小、加熱集中快、熱應(yīng)力低，在集成電路和半導(dǎo)體器件外殼的封裝中顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢。4.珠寶行業(yè)激光加工精度高，非常適合珠寶行業(yè)的貴重小產(chǎn)品。激光聚焦光束極細(xì)，通過顯微鏡放大，將首飾的細(xì)小部分放大，實(shí)現(xiàn)精密焊接。首飾鏈的連接和寶石的鑲嵌需要用激光點(diǎn)焊機(jī)完成。5、建材行業(yè)激光焊接具有良好的精度和外觀，在高端衛(wèi)浴不銹鋼產(chǎn)品的激光打標(biāo)和激光焊接方面有著廣泛的應(yīng)用。如：把手、水龍頭、不銹鋼餐具、刀具等，高檔電熱水壺等封口也采用激光焊接完成。激光焊接也廣泛應(yīng)用于廚具行業(yè)大量鈑金件，例如：廚具餐具的組焊和對焊，模具制作和使用過程中的修復(fù)和修改。在燈飾行業(yè)中，手持式激光焊解決了燈飾形狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，可隨意移動焊接角度，達(dá)到很好的焊接效果。6、模具制造業(yè)由于采用非接觸加工方式，激光加工特別適用于模具和高精度機(jī)械制造行業(yè)，如塑料模具、橡膠模具、沖壓模具、鑄造模具、鍛造模具，拉絲模具的精密修復(fù)。激光焊接修復(fù)技術(shù)不僅可以用于修復(fù)模具磨損，還可以實(shí)現(xiàn)小而精的精密焊接，修復(fù)后不會出現(xiàn)變形和氣孔。7、生物醫(yī)學(xué)。與傳統(tǒng)的縫合方法相比，激光焊接具有吻合速度快、愈合過程中無異物反應(yīng)、保持被焊接部位的力學(xué)性能、根據(jù)其原有的生物力學(xué)