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激光焊接都能焊接哪些材料?

发布时间:2019-03-18 14:02:38   浏览次数:

激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热,激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散,将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。

 
激光焊接机,又常称为激光焊机、镭射焊机,是激光材料加工用的机器,按其工作方式分为激光模具烧焊机、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机。

 
可焊接材料
模具钢
 
激光焊接机可适用于S136,SKD-11,NAK80,8407,718,738,H13,P20,W302,2344等型号的模具钢焊接,且焊接效果较好。
 
碳钢
 
碳钢采用激光焊接机进行焊接,效果良好,其焊接质量的好坏取决于杂质含量。为了获得良好的焊接质量,碳含量超过0.25%时需要预热。当不同含碳量的钢相互焊接时,焊炬可稍偏向低碳材料一边,以确保接头质量。由于激光焊接机焊接时的加热速度和冷却速度非常快,所以在焊接碳素钢时。随着含碳量的增加,焊接裂纹和缺口敏感性也会增加。中、高碳钢和普通合金钢都可以进行良好的激光焊接,但需要进行预热和焊后处理,以消除应力,避免裂纹产生。
 
不锈钢
 
一般的情况下,不锈钢的焊接比常规的焊接更易于获得优质接头。由于激光焊接高的焊接速度和热影响区很小,减轻了不锈钢焊接时的过热现象和线膨胀系数大的不良影响,焊缝无气孔、夹杂等缺陷。与碳钢相比,不锈钢由于具有低的热导系数、高的能量吸收率和熔化效率更容易获得深熔窄焊缝。用小功率激光焊焊接薄板,可以获得外观上成形良好、焊缝平滑美观的接头。
 
铜及铜合金
 
焊接铜和铜合金易产生未熔合与未焊透的问题,因此应采用能量集中、大功率的热源并配合预热措施;在工件厚度较薄或结构刚度较小,无防止变形措施时,焊后很容易产生较大的变形,而当焊接接头受到较大的刚性约束时,易产生焊接应力;焊接铜及铜合金时还易产生热裂纹;气孔是铜及铜合金焊接时的常见缺陷。
 
塑料
 
几乎所有的热塑性塑料和热塑性弹性体都可使用激光焊接技术。常用的焊接材料有PP、PS、PC、ABS、聚酰胺、PMMA、聚甲醛、PET以及PBT等。而其它的一些工程塑料如聚苯硫醚PPS和液晶聚合物等,由于具有较低的激光透过率而不能直接使用激光焊接技术,一般在底层材料上加入炭黑,以便材料能吸收足够能量,从而满足激光透射焊接的要求进行焊接。
 
铝合金的激光焊接
 
铝及其铝合至激光焊接的主要困难是它对10. 8pon波长的Co2激光束的反射率高。铝是热和电的良导体,高密度的自由电子使它成为光的良好反射体,起始表面反射率超过90%,也就是说,深熔焊必须在小千10%的输人能量开始,这就要求很高的输入功率以保证焊接开始时必需的功率密度,而一且小孔生成。
 
镁合金的激光焊接
 
Mg合金密度比Al小36%,作为高比强材料受到关注。因此进行了脉冲YAG激光和连续C02激光焊接试验,对于板厚1.8MM的AZ31B-H244合金(3.27%Al, 0.79%Zn)各种缺陷较少的最佳焊接条件为平均功率0.8kW, 5ms, 120Hz, 300mm/s,焦点尺寸0. 42mm,连续C02激光焊接获得了良好的熔透焊缝。
 
低合金高强度钢
 
低合金高强度钢的激光焊接,只要所选择的焊接参数适当,就可以得到与母材力学性能相当的接头。HY-130钢是一种典型的低合金高强度钢经过调质处理,它具有很高的强度和较高的抗裂性。用常规焊接方法焊,其焊缝和HAZ组织是粗晶、部分细晶及原始组织的棍合体,接头的韧性和扰裂性与母材相比要差得多,而且焊态下焊缝和HAZ金属组织对冷裂纹特别敏感。
 
总结
 
激光焊接机能焊接的材料远远不止这些,激光焊接可以在多种异种金属之间进行,研究表明,应用于铜-镍、镍-钛、铜-钛、钛-钼、黄铜-铜、低碳钢-铜等多种异种金属间在一定条件下均可以进行激光焊接。


激光焊接机和氩弧焊的优劣对比
 
焊接速度
 
简单的用点焊机和自动焊来进行分类,激光点焊机的焊接操作简便,焊接速度快,非熔化极氩弧焊的操作则相对有难度,并且有耗材,焊接速度就相对较慢。
 
自动激光焊接机和自动熔化极氩弧焊的焊接速度则差别不是很大,因为熔化极氩弧焊还是要熔融焊丝的,所以焊接速度也还是会稍慢于自动激光焊接机。
 
焊接深度
 
激光焊接机是通过激光对材料进行熔融焊接,但是激光在深度焊接方面是一个短板。不是说激光深度焊接不行,而是说成本太高。打个比方:如果需要焊接2.0mm的不锈钢板,如果用激光焊接机的话,那么至少得要用500W的光纤传输激光焊接机,价格在十万左右,而一般的氩弧焊机都能够焊到这么厚的不锈钢板,但是价格便宜的只要几百块,自动氩弧焊也就两三万。
 
所以如果要焊接很厚的材料需要的熔深很深的话,用激光焊接机是不划算的。
 
焊接效果
 
说一千道一万都没用,焊接效果好那才是真的好。激光点焊机比非熔化极的氩弧焊的焊接外观更美观,自动激光焊接机和自动氩弧焊机的焊接外观差不多。
 
薄材料焊接激光焊更好看。焊接牢固性方面,激光焊接机只要功率足够大,是可以焊的很牢,和氩弧焊不相上下。但是激光焊接机的热量更集中,对材料造成的热变形小,所以激光焊接机在焊接薄壁材料方面更有优势。精度方面也是激光焊接机的精度更高,并且激光焊接机焊接后续基本不用处理,更省时省事。
 
操作难度
 
激光焊的操作比非熔化极氩弧焊的操作难度要小的多。
 
事实上,氩弧焊是很需要技术的,并且也容易出现失误,但是激光焊就好多了,操作简单,就算出现失误,问题也不大。
 
而自动激光焊和自动氩弧焊的操作则都没什么难度,都是需要电脑控制。
 
总结
 
焊接薄壁材料的话使用激光焊接机更好。
 
焊接厚材料,如果对焊接速度和焊接精度没有很高要求的话,那用氩弧焊机更划算。
 
但是如果不在乎成本的话,用激光焊机还是更好。

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