激光焊接是一種材料連接方式,主要是一種連接金屬材料的技術(shù)。與傳統(tǒng)的焊接技術(shù)一樣,它通過熔化接合區(qū)域的部分材料來連接兩個零件或組件。
由于激光能量高度集中,加熱和冷卻過程極快,一些用普通焊接技術(shù)難以加工的材料,如脆性高、硬度高或軟性強的材料,都可以用激光輕松焊接。激光還可以使一些導熱系數(shù)高、熔點高的金屬快速熔化,完成特殊金屬或合金材料的焊接。
另一方面,激光焊接過程中沒有機械接觸,容易保證焊接部位不因受力變形,通過熔化小量的材料實現(xiàn)合金連接,從而大大提高焊接質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。激光焊縫深寬比大,而焊縫熱影響區(qū)極小,質(zhì)量好。
第三,激光束易于控制的特點,使焊接工作更加方便自動化和智能化。大焦距的激光系統(tǒng)還可以實現(xiàn)特殊場合的焊接,如軟件控制下需要隔離的遠距離在線焊接、高精度抗污染真空環(huán)境焊接等。上述特點使用傳統(tǒng)的焊接工具和方法很難或完全不可能實現(xiàn)激光焊接。
目前,在歐美一些國家,激光的應(yīng)用已經(jīng)廣泛取代了傳統(tǒng)的焊接技術(shù),如高端汽車外殼和底座、飛機機翼、航天器機身等一些特殊材料和微小接觸點的焊接。
激光焊接具有以下優(yōu)點:
(1) 激光束可以聚焦到高功率密度,以實現(xiàn)高焊接深寬比。
(2)熱影響區(qū)很小,焊件熱變形很小,可以精確焊接,焊接不需要剛性夾緊。
(3) 可焊接難焊材料(如:鈦、石英等)。
(4)焊接在空氣中進行,不需要真空,不產(chǎn)生X射線(與真空電子束焊接相比)。當然,激光焊接還必須在保護氣氛下進行,防止有害氣體腐蝕焊池,如氧化。
(5)不得使用焊條或填充材料獲得與母材成分相同的焊縫。
(6)激光器無慣性,啟停迅速。
(7) 可高速焊接復(fù)雜工件,易于控制和自動化。
激光焊接設(shè)備與前兩節(jié)介紹的激光加工設(shè)備一樣,也是由激光器、光束轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)組成??赏瑫r完成六點焊接,一次性完成正極芯的組裝。三路激光器輸出分為三束,其中一束能量占比小于0.1%,用于射入探測探頭,反饋控制保證了激光輸出能量的穩(wěn)定性。其余六根橫梁分別在六個點完成焊接工作。每個焊接過程只需要幾毫秒,可以大大提高生產(chǎn)率。