最近在小編周圍學習材料的朋友們,在找工作的過程中經(jīng)常會遇到焊接相關(guān)的技術(shù)工作,但是不太了解現(xiàn)在制造行業(yè)的高水平激光焊接技術(shù),那么,下面一起了解下什么是多軸平臺激光焊接設備吧!
多軸平臺激光焊接設備工作原理:
多軸平臺激光焊接設備使其集中在聚光裝置上產(chǎn)生巨大能量的光束。 當焦點接近工件時,工件會在幾毫秒內(nèi)熔化并蒸發(fā)。 該效果可用于焊接技術(shù)出現(xiàn)高功率CO2和高功率YAG激光器,開辟了激光焊接的新領(lǐng)域。 激光焊接設備的關(guān)鍵是高功率激光,主要有兩種,一種是固體激光,也稱為Nd:YAG激光。 Nd (釹)是稀土元素,YAG表示釔鋁石榴石,晶體結(jié)構(gòu)類似紅寶石。 Nd:YAG激光器的波長為1.06m,主要優(yōu)點是產(chǎn)生的光束可以通過光纖傳輸,可以省略復雜的光束傳輸系統(tǒng),適用于柔性制造系統(tǒng)和遠程加工,通常用于焊接精度要求高的工件汽車常用功率為3-4千瓦的Nd:YAG激光器。 另一種是氣體激光,也稱為CO2激光,以分子氣體為工作介質(zhì),產(chǎn)生均勻的10.6m的紅外線激光,可以連續(xù)工作產(chǎn)生高功率,標準激光的功率在2-5千瓦之間。
多軸平臺激光焊接設備與其他傳統(tǒng)焊接技術(shù)相比,激光焊接的主要優(yōu)點如下。
1、速度快、深度大、變形小。
2、可在室溫或特殊條件下焊接,焊接設備裝置簡單。 例如,激光通過電磁場,光束不會偏移; 激光可以在真空、空氣和某種氣體氣氛中焊接,可以用對玻璃或光束透明的材料焊接。
3、可以焊接鈦、石英等難溶性材料,可以對異構(gòu)材料進行焊接,效果良好。
4、激光聚焦后,功率密度高,高功率器件焊接時,寬高比可達5:1,最高可達10:1。
5、可以進行微焊接。 通過聚焦激光束可以得到小光點,而且可以準確定位,可以應用于大量自動生產(chǎn)的微小、小型工件的組焊。
6、可焊接不易接近的部位,實施非接觸遠程焊接,具有很大的靈活性。 特別是近年來,YAG激光加工技術(shù)采用光纖傳輸技術(shù),使激光焊接技術(shù)得到更廣泛的普及和應用。
7、激光束容易在時間和空間上分光,可以進行多波束同時加工和多工位加工,為更精密的焊接提供了條件。但是,激光焊接也有局限性:
1、要求焊接物的組裝精度高,且橫梁在工件上的位置不明顯偏移。 這是因為激光聚焦后,光點尺寸小,焊接狹窄,填充金屬材料。 如果不要求工件的組裝精度和橫梁的定位精度,就容易引起焊接缺陷。
2、激光及其相關(guān)系統(tǒng)成本高,一次性投資大。
多軸平臺激光焊接設備的工藝參數(shù)
1)功率密度
功率密度是激光加工中最重要的參數(shù)之一。 采用高功率密度,可以在微秒的時間范圍內(nèi)將表層加熱到沸點,產(chǎn)生大量氣化。 因此,高功率密度有利于沖孔、切割、雕刻等材料的去除加工。 在低功率密度下,表層溫度達到沸點需要幾毫秒,表層氣化之前下層達到熔點,容易形成良好的熔融焊接。 因此,在傳導型激光焊接中,功率密度在104~106W/cm2的范圍內(nèi)。
2)激光脈沖波形
激光脈沖波形是激光焊接中重要的問題,特別是對片焊接更是如此。 高強度的激光束照射的到材料表面時,金屬表面會反射失去60~98%的激光能量,反射率會隨表面溫度而變化。 在一個激光脈沖作用期間,金屬的反射率變化很大。
3)激光脈沖寬度
脈沖寬度是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一,是區(qū)分材料去除和材料溶解的重要參數(shù),也是決定加工設備成本和體積的重要參數(shù)。
4)離焦量對焊接質(zhì)量的影響
因為激光焦點處的光點中心的功率密度過高,容易蒸發(fā)成孔。 在遠離激光焦點的各個平面上,功率密度分布比較均勻。 對焦分為正對焦和負對焦兩種。 焦點平面在工件上時為正散焦,相反時為負散焦。 根據(jù)幾何光學理論,正負散焦平面與焊接平面的距離相等時,對應平面上的功率密度大致相同,但實際得到的熔池形狀不同。 如果偏離負焦點,就會得到更大的熔化,這與熔池的形成過程有關(guān)。
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