用脉冲固体激光器发出的激光进行焊接属于熔化焊。影响焊接的因素有很多,如金属的光学性质(对激光的反射喝吸收),热学性质(溶点、沸点、热扩散率、热传导率、熔化潜热等)表面状况等。一般根据金属的性质、需要的熔深喝焊接方式,决定激光的功率密度、脉宽喝波形。下面以薄片与薄片之间的焊接为例,讨论激光焊接的工艺喝参数选择问题。
1、最佳参数与片厚的关系
片与片之间的焊接,在保证强度要求的情况下,使其形成牢固焊接的参数范围还是比较大的。倘若选取其中能量小、脉宽短的参数作为最佳参数,则可提高焊接效率、降低设备费用。此类焊接的最佳参数是光斑直径为上片材料厚度的2倍所需要的脉宽都与片厚(或是所需的熔深)的平方成正比;功率密度与片厚成反比;总能量与片厚的立方成正比。这说明片厚是决定激光参数的重要因素。
2、焊接方式
焊接方式一般随焊接件的结构而定。但在很多情况下,可以根据焊接的要求,选择合理的焊接方式。薄片与薄片间的焊接方式有以下几种:
(1)对焊 两片金属齐缝放置,激光直接同时照射两片金属。两片金属同时熔化,且熔化液流入缝内凝固。
(2)端焊 两片金属重叠放置,激光同时直接照射在上片端部和下片,使两片金属同时熔化,上片的金属熔液稍往下流动。
(3)中心穿透熔化焊 两片金属重叠放置,激光直接照射上片,光被上片金属吸收转变成热能,往下片传递,使上片金属的下表面和下片金属的上表面同时熔化。
(4)中心插式熔化焊 两片金属重叠放置,激光直接照射上片,激光初始峰值很高,使光斑中心处前期蒸发成一小孔,在激光作用下达到熔化的效果。
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