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什麼是激光焊接以及該技術如何工作? 2024-3-23

焊接技術和應用有多種類型,包括 MIG、TIG、棒焊和藥芯焊絲焊接。我們有許多討論這些焊接工藝的資源和文章。今天我們將介紹激光焊接工藝、該技術的工作原理、激光焊接的類型、其優點和應用。

什麼是激光焊接

激光(受激輻射光放大)焊接是一種熔焊工藝,使用聚焦激光束連接金屬或熱塑性塑料。它是最先進的焊接類型,廣泛應用於從航空航天、醫療設備到高級珠寶製造等各個行業。

激光焊接技術如何工作?

在激光焊接過程中,高度集中的光束聚焦在待連接材料之間的空腔上。強大的激光束熔化接縫處的材料並熔合成接頭。通過使用如此高度集中的熱源,可以在薄材料上進行高速激光焊接。在較厚的材料中,激光焊接可以產生又深又窄的焊縫。

激光焊接有兩種類型:
熱傳導焊接

在熱傳導焊接中,激光束將材料表面加熱到材料熔點以上。該工藝用於生產不需要高焊接強度的焊縫。這種類型的焊接是使用 500W 以下的低功率激光完成的。熱傳導焊接可產生光滑且美觀的焊縫。

匙孔焊接

在小孔焊接中,激光束將材料表面加熱至汽化點,深入材料內部。這會產生一個具有類等離子體條件的鎖孔。溫度升至 10,000K 以上。這種類型的焊接是使用 105W/mm2 以上的高功率激光完成的。

激光焊接的優點

激光焊接用途廣泛,可以與電弧焊結合使用,形成混合激光電弧焊。所得焊縫兼具激光焊和電弧焊的優點。該焊縫還具有較深的熔深接頭,並提高了接頭裝配的公差。諸如內部孔隙和開裂等不良影響也得以減少。

激光束焊接具有以下優點:
  • 熱量較少

    高度集中的激光束聚焦在一個小區域上,使熱影響區 (HAZ) 更小。因此,與傳統焊接相比,激光焊接操作需要低溫輸入。

  • 更快的處理時間

    儘管初始投資較高,但事實證明該工藝比傳統焊接更具成本效益。這是因為激光焊接具有更快的加工速度,可以提高產量並加快週轉速度。

  • 降低熱變形的風險

    由於該過程涉及的熱量輸入較低,因此熱應力較小。聚焦光束僅熔化金屬的一小部分區域,從而最大限度地減少熱引起的內應力和工件變形。

  • 高精準度

    激光束可以被控制並聚焦在一個小區域。這允許高精度地焊接部件。其可定製的光斑尺寸使激光焊接最適合精緻或薄的金屬。

激光焊接應用

由於其精度高、加工時間更快、材料公差寬且質量穩定,激光焊接有許多應用。

激光焊接可以應用的一些領域包括:
  • 汽車行業

    激光焊接提供免工具操作模式,不需要更換焊接頭,非常適合汽車行業。

  • 鋼結構

    由於其高生產率和產量,激光技術在鋼結構行業中得到應用。激光焊接使得在高公差範圍內高速加工厚金屬板成為可能。

  • 造船

    在造船業中,控制和驅動螺桿以及舵是使用激光焊接以高精度和所需公差製造的。其結果是船舶燃料消耗更低、航速更高。

  • 工具構造

    高精度使得激光焊接系統適用於工具製造。該技術為精密衝壓、衝孔和鑄造工具的製造提供瞭解決方案。

激光焊接技術使用激光束作為高集中熱源來連接材料。所施加的激光束加熱並熔化材料的邊緣,形成接縫。由於激光焊接精度高、焊接速度高、加工時間更快、材料公差寬、質量一致,因此應用範圍廣泛,常用於高精度焊接。
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