因為激光焦點處光斑中心的功率密度過高,容易蒸發(fā)成孔。離開激光焦點的各平面上,功率密度分布相對均勻。離焦方式有兩種:正離焦與負離焦。焦平面位于工件上方為正離焦,反之為負離焦。按幾何光學(xué)理論,當正負離焦平面與焊接平面距離相等時,所對應(yīng)平面上功率密度近似相同,但實際上所獲得的熔池形狀不同。負離焦時,可獲得更大的熔深,這與熔池的形成過程有關(guān)。
根據(jù)汽車工業(yè)批量大、自動化程度高的特點,激光焊接設(shè)備向大功率、多路式方向發(fā)展。在工藝方面美國Sandia國家實驗室與PrattWitney聯(lián)合進行在激光焊接過程中添加粉末金屬和金屬絲的研究,德國不萊梅應(yīng)用光束技術(shù)研究所在使用激光焊接鋁合金車身骨架方面進行了大量的研究,認為在焊縫中添加填充余屬有助于消除熱裂紋,提高焊接速度,解決公差問題,開發(fā)的生產(chǎn)線已在工廠投入生產(chǎn)。
意大利在大多數(shù)鋼板組件的焊接裝配中采用了激光焊接,日本在制造車身覆蓋件中都使用了激光焊接和切割工藝,高強鋼激光焊接裝配件因其性能優(yōu)良在汽車車身制造中使用得越來越多。
電子束焊
它靠一束加速高能密度電子流撞擊工件,在工件表面很小密積內(nèi)產(chǎn)生的熱,形成"小孔"效應(yīng),從而實施深熔焊接。電子束焊的主要缺點是需要高真空環(huán)境以防止電子散射,設(shè)備復(fù)雜,焊件尺寸和形狀受到真空室的限制,對焊件裝配質(zhì)量要求嚴格,非真空電子束焊也可實施,但由于電子散射而聚焦不好影響效果。電子束焊還有磁偏移和X射線問題,由于電子帶電,會受磁場偏轉(zhuǎn)影響,故要求電子束焊工件焊前去磁處理。X射線在高壓下特別強,需對操作人員實施保護。激光焊則不需 真空室和對工件焊前進行去磁處理,它可在大氣中進行,也沒有防X射線問題,所以可在生產(chǎn)線內(nèi)聯(lián)機操作,也可焊接磁性材料。
激光焊接機組成1、激光焊接主機:激光焊接主機由電源、激光器、光路部分和控制系統(tǒng)等組成,提供焊接加工所需要的能量。2、冷卻系統(tǒng):冷卻系統(tǒng)是用來散熱降溫的裝置,主要是為了激光焊接機尤其是功率較大的機器長時間在高溫環(huán)境下工作的穩(wěn)定性以及使用壽命。3、工裝夾具:工裝夾具一般是在焊接操作過程中用來固定焊接的工具,尤其是在批量生產(chǎn)中是的設(shè)備之一,將直接影響生產(chǎn)效率。4、工作臺:工作臺指的是激光焊接主動作業(yè)臺,是為了讓激光光束能夠按照特定的要求和焊接操作軌跡進行移動,實現(xiàn)自動焊接功能。5、觀察系統(tǒng):激光焊接機一般會配置觀察系統(tǒng),可以對正在進行中的焊接操作進行實時觀察,利于定位與檢驗焊接效果。
激光焊接是一種以高能量密度的激光束作為熱源的精密焊接方法,具有、簡單易上手等優(yōu)勢。如今,激光焊接已廣泛應(yīng)用于各個行業(yè),如:電子零件、汽車制造、航空航天等工業(yè)制造領(lǐng)域。