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激光點焊技術淺析

查看：2036 　發(fā)稿日期：2016-01-13 19:19:15

目前生產中所使用的點焊方式大多為電阻點焊，它易于實現(xiàn)自動化和機械化，生產效率高。但是也存在很多問題，比如無損檢測困難，接頭強度低等。隨著各種焊接方式的不斷產生和發(fā)展，點焊方式也呈現(xiàn)多樣化。目前已經應用于生產的就有電阻點焊、電弧點焊、激光點焊和膠接點焊等多種點焊方法。

激光點焊作為一種新的點焊方式，與傳統(tǒng)的電阻點焊相比具有其特有的優(yōu)勢。由于采用激光作熱源，點焊速度快、精度高，熱輸入量小，工件變形�。患す獾目蛇_性較好，可以減少點焊時位置與結構上的限制；激光點焊屬于無接觸焊接，焊點之間的距離、搭接量等參數(shù)的調節(jié)范圍大；不需要大量的輔助設備，能夠較快的適應產品變化，滿足市場需求。激光點焊所具有的高精度、高柔性的特點使其在實際生產，特別是航空工業(yè)的應用中能夠取代傳統(tǒng)的電阻點焊和鉚接等工藝。目前激光點焊技術多應用在大批量自動化生產的微小元件的組焊中，采用高頻率、低功率的脈沖激光器，所得焊點熱影響區(qū)小，焊點無污染，焊接質量高。

激光焊點分析：

激光焊點表面存在金屬堆積，焊點中心則呈現(xiàn)不同程度的下塌，這主要是由于金屬來不及回填產生的。當激光功率達到一定值時，熔池中的液態(tài)金屬急劇蒸發(fā)形成匙孔，并產生一個反沖力，把液態(tài)金屬推向熔池的邊緣，堆積在焊點周圍。當激光停止作用時，金屬不再蒸發(fā)，反沖力消失，堆積的金屬在重力的作用下重填匙孔，同時液態(tài)金屬冷卻凝固。如果金屬在沒有完全回填匙孔的情況下凝固，就會在焊點表面形成下塌。相對于連續(xù)焊來說，由于激光點焊加熱時間短，金屬的冷卻凝固速度很快，所以下塌現(xiàn)象更明顯。另外，在點焊過程中還存在著金屬的損失，這種損失一方面是由于激光點焊時金屬急劇蒸發(fā)，另一方面是金屬蒸發(fā)時產生的反沖壓力造成金屬的飛濺。在未熔透情況下焊點表面均無下塌現(xiàn)象，且功率變化對熔深的影響較大。焊點完全熔透，此時表面出現(xiàn)明顯下塌，甚至在焊點的表面中心形成凹坑，激光功率越大，凹坑現(xiàn)象越明顯。氣孔現(xiàn)象要比熔透情況下明顯。氣孔位置一般出現(xiàn)在熔合面附近，這可能是由于激光功率較小時熔池的攪動不夠劇烈，熔池中的氣泡無法很快的上浮，從而形成氣孔。

離焦量對焊點焊的影響：

離焦量的變化直接改變了光斑直徑與能量密度的大小，離焦量向負方向和正方向增大時，都意味著光斑直徑的增大和能量密度的減小。在激光點焊過程中，光斑直徑與激光入射在試件上所形成的初始匙孔大小存在一定的對應關系，而能量密度則決定了熔池的擴展速度。當離焦量絕對值較小時，激光光斑直徑小，激光功率密度大，焊點熔池擴展的速度較快，但初始匙孔的直徑小；相反情況下，離焦量較大，初始匙孔的直徑大，但是熔池擴展速度變慢，得到的焊點尺寸不一定很大，故在離焦量的變化過程當中光斑直徑和焊點表面功率密度的綜合作用決定了焊點尺寸的大小。

激光點焊具有的特性：

(1) 隨著激光功率的增加，焊點表面直徑出現(xiàn)上下波動，熔合面直徑和下表面直徑增長緩慢。焊點截面形態(tài)的變化不明顯。而隨著持續(xù)時間的增加，焊點尺寸增長很快，熔合面直徑的變化速率要大于上下表面直徑的變化速率。離焦量的變化對焊點尺寸的影響很大。它直接改變了光斑直徑和激光功率密度，這兩者的綜合作用決定焊點尺寸的大小。

(2) 在熔透情況下，激光點焊的焊點表面存在明顯的下塌。隨著激光功率和持續(xù)時間的增加，焊點表面的下塌深度增大，在持續(xù)時間或者間隙尺寸較大的情況下，下表面還會出現(xiàn)內凹。

(3) 隨著間隙的增加，焊點整體變形，中心的下塌和內凹都很明顯，且熔合面出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，強度下降很快。目前在焊接電阻、電池及電子領域常用同時焊接兩個點的工藝，通常采用兩個激光光源設計。

奧華雙光點激光焊接機是激光束經過分光鏡分為兩束相同的激光束,經鏡片組聚為兩個光點.應用高能脈沖激光對物件進行焊接，激光脈沖的高能量、高密度可使焊接平整、焊縫寬度小熱影響區(qū)小，能完成傳統(tǒng)工藝無法實現(xiàn)的精密焊接。此機型具有兩個光點同步運行,效率提高兩倍,兩光點距離可自由調節(jié)。

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