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因為激光焦點(diǎn)處光斑中心的功率密度過(guò)高,容易蒸發(fā)成孔。離開(kāi)激光焦點(diǎn)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(shí),所對應平面上功率密度近似相同,但實(shí)際上所獲得的熔池形狀不同。負離焦時(shí),可獲得更大的熔深,這與熔池的形成過(guò)程有關(guān)。
根據汽車(chē)工業(yè)批量大、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn),激光焊接設備向大功率、多路式方向發(fā)展。在工藝方面美國Sandia國家實(shí)驗室與PrattWitney聯(lián)合進(jìn)行在激光焊接過(guò)程中添加粉末金屬和金屬絲的研究,德國不萊梅應用光束技術(shù)研究所在使用激光焊接鋁合金車(chē)身骨架方面進(jìn)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(wèn)題,開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)線(xiàn)已在工廠(chǎng)投入生產(chǎn)。
意大利在大多數鋼板組件的焊接裝配中采用了激光焊接,日本在制造車(chē)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(chē)車(chē)身制造中使用得越來(lái)越多。
激光焊接機的自動(dòng)化程度高焊接工藝流程簡(jiǎn)單。非接觸式的操作方法能夠達到潔凈、環(huán)保的要求。采用激光焊接機加工工件能夠提高工作效率,成品工件外觀(guān)美觀(guān)、焊縫小、焊接深度大、焊接質(zhì)量高。激光焊接機廣泛應用于牙科義齒的加工,鍵盤(pán)焊接,矽鋼片焊接,傳感器焊接,電池密封蓋的焊接等等方面。但激光焊接機的成本較高,對工件裝配的精度要求也較高,在這些方面仍有局限性。
激光焊接機分為手動(dòng)、半自動(dòng)以及自動(dòng)。手動(dòng)激光焊接機需要操作人員控制焊接過(guò)程,適合規模較小的企業(yè)加工制造;半自動(dòng)激光焊接機體積稍大,適合大中型企業(yè)生產(chǎn)制造;全自動(dòng)激光焊接機焊接時(shí)由電腦主導,焊接,適合大規模企業(yè)生產(chǎn)使用。
影響材料對激光束吸收率的因素包括兩個(gè)方面:一是材料的電阻率。在測量材料拋光表面的吸收率后,發(fā)現材料的吸收率與電阻率的平方根成正比,電阻率隨溫度變化。并改變;其次,材料的表面狀態(tài)(或光潔度)對光束吸收率有更重要的影響,對焊接效果有顯著(zhù)影響。非金屬如陶瓷、玻璃、橡膠、塑料等在常溫下的吸收率很高,而金屬材料在常溫下的吸收率很差,直到材料熔化甚至放氣為止。它的吸收只會(huì )急劇增加。使用表面涂層或在表面生成氧化膜的方法對于提高材料對光束的吸收非常有效。
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