一、激光焊裝備的構(gòu)成

1—激光器  2—光學(xué)體系  3—激光加工機(jī)  4—輻射參數(shù)傳感器  5—工藝介質(zhì)運(yùn)送體系

6—工藝參數(shù)傳感器  7—節(jié)制體系  8—準(zhǔn)直用He-Ne激光器  9—工件

（一）激光器

激光器是激光焊裝備中的緊張部門(mén)，供給加工所需的光能。對(duì)激光器的請(qǐng)求是穩(wěn)固、靠得住，能歷久失常運(yùn)轉(zhuǎn)。為了便于比較，現(xiàn)將緊張的焊接用激光器的特色加以比較，見(jiàn)表2－2。

表2－2  焊接（含切割）用激光器的特色

（二）光學(xué)體系

光學(xué)體系用以停止光束的傳輸和聚焦。停止直線(xiàn)傳輸時(shí)，通道緊張是激光，激光官網(wǎng)，激光焊接機(jī)，興錸機(jī)焊接廠(chǎng)氛圍，在停止大功率或大能量傳輸時(shí)，必需采用屏障免得對(duì)人形成迫害。在激光輸出快門(mén)關(guān)上以前，激光器不對(duì)外輸出。在小功率體系中，聚焦多采納透鏡，在大功率體系中一樣平常采納反射聚焦鏡。

（三）激光加工機(jī)

加工機(jī)用以產(chǎn)生工件與光束間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。激光加工機(jī)的精度對(duì)焊接或切割的精度影響很大。

（四）輻射參數(shù)傳感器

緊張用于檢測(cè)激光器的輸出功率或輸出能量，并經(jīng)由過(guò)程節(jié)制體系對(duì)功率或能量停止節(jié)制。

（五）工藝介質(zhì)運(yùn)送體系

焊接時(shí)該體系的緊張功效有：

1、運(yùn)送惰性氣體，掩護(hù)焊縫；

2、大功率CO2焊接時(shí)，在熔池上方產(chǎn)生蒸汽等離子體，該等離子會(huì)對(duì)光束產(chǎn)生反射、接收和散射，減小能量利用率，使熔深變淺，這時(shí)候，運(yùn)送恰當(dāng)?shù)臍怏w可將焊縫上方的等離子體部門(mén)吹走；

3、針對(duì)分歧的焊接資料，運(yùn)送恰當(dāng)?shù)幕祀s氣以增長(zhǎng)熔深。

（六）工藝參數(shù)傳感器

緊張用于檢測(cè)加工地區(qū)的溫度、工件的外面狀況和等離子體的特征等，以便經(jīng)由過(guò)程節(jié)制體系停止必要的調(diào)劑。

（七）節(jié)制體系

緊張感化是輸出參數(shù)并對(duì)參數(shù)停止及時(shí)表現(xiàn)、節(jié)制，別的，另有掩護(hù)和報(bào)警等功效。

（八）準(zhǔn)直用He-Ne激光器

一樣平常采納小功率的He-Ne激光器，停止光路的調(diào)劑和工件的對(duì)中。

以上是激光焊裝備的典范構(gòu)成，實(shí)際上，由于利用場(chǎng)所分歧，加工請(qǐng)求分歧，上述的 8個(gè)部門(mén)不一定逐一具有，各個(gè)部門(mén)的功效也有很大差異，在選用裝備時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際環(huán)境而定。

二、激光焊裝備選用及技巧參數(shù)

在抉擇或購(gòu)置激光焊裝備時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件尺寸、外形、材質(zhì)和裝備的特色、技巧目標(biāo)、實(shí)用規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益等綜合斟酌。表2－3列出了部門(mén)國(guó)產(chǎn)激光焊裝備的緊張技巧參數(shù)。

表2－3  部門(mén)國(guó)產(chǎn)激光焊裝備的緊張技巧參數(shù)

微型件、周詳件的焊接可選用小功率焊機(jī)，中厚件的焊策應(yīng)選用功率較大的焊機(jī)。點(diǎn)焊可選用脈沖激光焊機(jī)，要得到持續(xù)焊縫則應(yīng)選用持續(xù)激光焊機(jī)或高頻脈沖持續(xù)激光焊機(jī)。疾速軸流式CO2激光焊機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)比較高（因耗費(fèi)He多），抉擇時(shí)應(yīng)恰當(dāng)斟酌。別的，還應(yīng)注意激光焊機(jī)能否具有監(jiān)控掩護(hù)等功效。

小功率脈沖激光焊機(jī)適合于直徑0.5妹妹如下金屬絲與絲、絲與板（或薄膜）之間的點(diǎn)焊，分外是微米級(jí)細(xì)絲、箔膜的點(diǎn)焊。脈沖能量和脈沖寬度是決議脈沖激光點(diǎn)焊熔深和焊點(diǎn)強(qiáng)度的癥結(jié)。

持續(xù)激光焊機(jī)分外是高功率持續(xù)激光焊機(jī)大都是CO2激光焊機(jī)，可用于激光，激光官網(wǎng)，激光焊接機(jī)，興錸機(jī)焊接廠(chǎng)構(gòu)成持續(xù)焊縫和厚板的深熔焊。焊接工藝參數(shù)有激光功率、焊接速率、光斑直徑、離焦量、掩護(hù)氣體等。焊縫成形緊張由激光功率和焊接速率肯定。

第三節(jié)  激光焊的焊接性

一、激光焊的焊縫構(gòu)成特色

激光熱傳導(dǎo)焊焊縫的特色與一些慣例焊接辦法類(lèi)似。激光焊的熔池有周期性變更，緊張?jiān)蚴羌す馀c物資感化進(jìn)程中的自振蕩效應(yīng)。這類(lèi)自振蕩的頻率與激光束的參數(shù)、金屬的熱物理機(jī)能和金屬蒸氣的動(dòng)力學(xué)特征無(wú)關(guān)。一樣平常其頻率為102～104Hz，而溫度顛簸的振幅約為（1～5）×102K。

由于自振蕩效應(yīng)，使熔池中的小孔和金屬的活動(dòng)征象也產(chǎn)生周期性的變更。當(dāng)金屬蒸氣和等離子體屏障激光束時(shí)，金屬蒸發(fā)也削減，作為充斥金屬蒸氣的小孔也會(huì)減少，底部就會(huì)被液態(tài)金屬所添補(bǔ)。一旦消除對(duì)激光束的屏障，又從新構(gòu)成小孔。異樣，液態(tài)金屬的活動(dòng)速率和擾動(dòng)狀況也會(huì)產(chǎn)生周期性變更。

高功率密度的激光可使資料的融化在很短的周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并以很快的速率凝結(jié)，招致焊縫構(gòu)造與慣例熔焊構(gòu)造差別較大。激光焊縫的構(gòu)造細(xì)、熱影響區(qū)窄，經(jīng)常含有較多的非均衡構(gòu)造，相的固溶度平日較高。

由于激光深熔焊的熱輸出是電弧焊的1/3～1/10，是以凝結(jié)進(jìn)程很快。激光，激光官網(wǎng)，激光焊接機(jī)，興錸機(jī)焊接廠(chǎng)分外是在焊縫的下部，因很窄且散熱環(huán)境好，故有很高的冷卻速率，使焊縫內(nèi)產(chǎn)生細(xì)化的等軸晶，晶粒的尺寸為電弧焊的1/3閣下。

熔池的周期性變更，有時(shí)會(huì)在焊縫中產(chǎn)生兩個(gè)特有的征象。第一是氣孔，按它們的巨細(xì)而言，也能夠稱(chēng)為空泛。充斥金屬蒸氣的小孔，由于產(chǎn)生周期性變更，同時(shí)融化的金屬又在它的四周從*向后沿活動(dòng)，加之激光焊時(shí)焊縫金屬的冷卻速率較慣例焊接快得多，是以氣體就不易從焊縫中逸出，滯留在焊縫中構(gòu)成氣孔。第二是焊縫根部熔深的周期性變更，這與小孔的周期性變更無(wú)關(guān)，是由激光深熔焊自振蕩征象的物理本色所決議的。

從焊縫的縱剖面來(lái)看，由于熔池中融化金屬?gòu)那安肯蚝蟛炕顒?dòng)的周期變更，使焊縫構(gòu)成層狀構(gòu)造。由于周期變更的頻率很高，以是層間間隔很小。這些因素和激光的污染感化，都有利于進(jìn)步焊縫的力學(xué)機(jī)能和抗裂性。

二、金屬的激光焊接性

所有可以用慣例辦法停止焊接的資料或具有冶金相容性的資料都可以激光，激光官網(wǎng)，激光焊接機(jī)，興錸機(jī)焊接廠(chǎng)采納激光焊接，一些用慣例辦法難焊的資料，也能夠采納激光焊接。這是由于激光焊討論具有良好的抗熱裂才能和抗冷裂才能，這些機(jī)能是一些慣例焊接辦法所不克不及比較的。

（一）抗熱裂才能

CO2激光焊與鎢極氬弧焊（TIG）比較，焊接低合金高強(qiáng)度鋼時(shí)，熱裂紋敏感性較低。激光焊固然有較高的焊接速率，但其熱裂紋敏感性卻低于TIG焊。這是由于激光焊焊縫構(gòu)造晶粒較細(xì)，可有用避免熱裂紋的產(chǎn)生。假如焊接參數(shù)抉擇欠妥，也會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。熱裂紋產(chǎn)生的同時(shí)也會(huì)促使冷裂紋構(gòu)成和擴(kuò)大。

（二）抗冷裂才能

冷裂紋的評(píng)定目標(biāo)是24h在試樣中心不產(chǎn)生裂紋所加的較大載荷產(chǎn)生的應(yīng)力，即臨界應(yīng)力（σcr）。對(duì)付低合金高強(qiáng)度鋼，激光焊的臨界應(yīng)力σcr大于TIG焊，這就是說(shuō)激光焊的抗冷裂紋才能大激光，激光官網(wǎng)，激光焊接機(jī)，興錸機(jī)焊接廠(chǎng)于TIG焊。焊接低碳鋼時(shí)，這兩種焊接辦法的臨界應(yīng)力σcr險(xiǎn)些雷同。

焊接含碳量較高的35鋼，激光焊與TIG焊比較，有較大的冷裂紋敏感性。35鋼的原始構(gòu)造是珠光體，由于TIG焊焊接速率慢，熱輸出大，冷卻進(jìn)程中奧氏體產(chǎn)生低溫改變，焊縫和熱影響區(qū)的構(gòu)造大都為珠光體。激光焊的冷卻速率較快，焊縫和熱影響區(qū)是典范的奧氏體低溫改變產(chǎn)品馬氏體。由于含碳量高，所構(gòu)成的馬氏體有很高的硬度（650HV)，具有較高的構(gòu)造改變應(yīng)力，冷裂紋敏感性高。

合金結(jié)構(gòu)鋼12Cr2Ni4A停止TIG焊時(shí)，焊縫和熱影響區(qū)構(gòu)造為馬氏體＋貝氏體，而激光焊時(shí)，構(gòu)造是低碳馬氏體，二者的顯微硬度相稱(chēng)，但激光焊時(shí)的晶粒卻細(xì)得多。高的焊接速率和較小的熱輸出，使激光焊用于合金結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，可得到綜合機(jī)能（分外是抗冷裂機(jī)能）良好的低碳細(xì)晶粒馬氏體，討論具有較好的抗冷裂紋才能。

激光焊冷卻速率快，招致含碳量高的資料產(chǎn)生硬度高、含碳量高的片狀或板條狀馬氏體，是冷裂紋敏感性大的緊張?jiān)?。若討論?jì)劃欠妥而形成應(yīng)力會(huì)合，也會(huì)促使焊接冷裂紋的構(gòu)成。

（三）殘存應(yīng)力及變形

CO2激光焊加熱光斑小，熱輸出小，使得焊接討論的殘存應(yīng)力和變形比慣例焊接辦法小得多。激光焊雖有較陡的溫度梯度，但焊縫中較大殘存拉應(yīng)力仍舊要比TIG焊時(shí)略小一些，并且激光焊工藝參數(shù)的變更險(xiǎn)些不影響較大殘存拉應(yīng)力的幅值。激光，激光官網(wǎng)，激光焊接機(jī)，興錸機(jī)焊接廠(chǎng)

由于激光焊加熱地區(qū)小，拉伸塑性變形區(qū)小，是以較大殘存壓應(yīng)力比TIG焊削減40％～70％。這對(duì)付薄板的焊接非分特別緊張，由于用TIG焊焊接薄板時(shí)，經(jīng)常由于殘存應(yīng)力的存在而產(chǎn)生海浪變形，并且這類(lèi)變形很難打消。但用激光焊焊接薄板時(shí)，變形大大減小，一樣平常不會(huì)產(chǎn)生海浪變形。激光焊殘存應(yīng)力和變形小，使它成為一種周詳?shù)暮附愚k法。

（四）打擊韌性

研討Hy-130鋼激光焊焊接討論的打擊機(jī)能中發(fā)明，激光焊討論的打擊接收功大于母材金屬的打擊接收功，見(jiàn)表2－4。進(jìn)一步研討發(fā)明，Hy-130鋼CO2激光焊討論打擊接收功進(jìn)步的緊張?jiān)蛑皇呛缚p金屬的污染效應(yīng)。激光，激光官網(wǎng)，激光焊接機(jī)，興錸機(jī)焊接廠(chǎng)

表2－4  Hy-130鋼激光焊討論的打擊接收功