常州一颖光电有限公司主营:激光打标机机、激光焊接机、激光切割机、激光清洗机等  咨询热线:18106121175
服务热线 全国服务热线:

18106121175

您的位置:首 页 > 新闻中心 > 常见问题 > 激光焊接304不锈钢应用方案

常见问题

激光焊接304不锈钢应用方案

发布时间:2019-06-02 19:43:05

激光焊接工业中,采用激光焊接不锈钢材料工件的厂家是非常多的,焊接效果也是非常好的,304不锈钢材料自然采用激光焊也是很不错的选择的。

  不锈钢采用激光焊的优点:

  与传统焊接相比,小功率脉冲激光缝焊具有功率密度高、能量集中、热输入小、焊缝窄和变形小等优点,而且激光束聚焦后可获得很小的光斑,能精密定位,这些特点使得激光缝焊比其他焊接方法更适合于小尺寸工件的焊接。对于超薄不锈钢材料的激光焊接,由于材料很薄,很容易汽化穿孔,要想得到一条连续的、无烧穿的焊缝。关键是对参数的精确控制。

  影响到激光焊接质量的主要参数有焊接电流、脉冲宽度、脉冲频率等,其影响效果主要如下:

  (1)随着电流的增大,焊缝的宽度增大,焊接过程逐渐出现飞溅,焊缝表面出现氧化现象,并有粗糙感。

  (2)随脉冲宽度的增大,焊缝的宽度也在增大。脉宽的变化对不锈钢超薄板激光焊接的效果影响非常显著。脉冲宽度的微小增大,都可能导致试样被氧化和烧穿。

  (3)随脉冲频率的增加,焊点重叠率增大,焊缝宽度先增大.后基本保持不变。在显微镜下观察,焊缝越来越光滑美观。但脉冲频率增加到一定值时,焊接过程飞溅严重,焊缝变得粗糙,并且焊接件的上下表面都出现氧化现象。

  (4)超薄板材料的激光焊接适宜采用正离焦,在相同离焦量的情况下,正离焦激光焊得到的焊缝表面比负离焦时要光滑美观。

        详解激光焊接技术

     一、激光基本原理

  1、LASER是什么意思

  Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅)的英语缩写。

  2、激光产生的原理

  激光——“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向。

  含有钕(ND)的YAG结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为1.064um的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。YAG晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。

3、滋光的主要特长

  a、单色性―激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光(彼长、频率)

  b、方向性―橄光传播时基本不向外扩散。

  c、相千性--徽光的位相(波峰和波谷)很有规律,相干性好。

  d、高输出功率一用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。

 二、YAG激光焊接

  激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。

  常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。

  1、激光焊接加工方法的特征

  A、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。

  B、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。

  C、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工 高熔点、高硬度、特种材料。

  D、不需要填充金属、不需要真空环境(可在空气中直接进行)、不会像电子束那样在空气中 产生X射线的危险。

  E、与接触焊工艺相比.无电极、工具等的磨损消耗。

  F、无加工噪音,对环境无污染。

  G、微小工件也可加工。此外,还可通过透明材料的壁进行焊接。

  H、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。

  I、很容易改变激光输出焦距及焊点位置。

  J、很容易搭载到自动机、机器人装置上。

  K、对带绝缘层的导体可直接进行焊接,对性能相差较大的异种金属也可焊接。

  2、脉冲激光焊接的机理

  脉冲激光焊接可分为传热溶化焊接和深穿入熔化焊接

传热溶化焊接是指当激光束照射到材料的表面上时,材料吸收光能而加热熔化。材料表面层的热以传导方式继续向材料深处传递,直至将两个待焊件的接触面互溶并焊接在一起。

  深穿入熔化焊接是指当更大功率密度的激光束照射到材料上时,材料被加工熔化以至气化,产生较大的蒸汽压,在蒸汽的压力的作用下,溶化金属被挤在周围使照射处(熔池)呈现出一个凹坑,随着激光束的继续照射,凹坑越来越深,并穿入到另一个工件中。激光停止照射后,被排挤在凹坑周围的溶化金属重新流回到凹坑里,凝固后将工件焊接在一起。

  这两种激光焊接机理,与功率密度、照射时间、材料性质、焊接方式等因素有关。当功率密度较低、照射时间较长而焊件较薄时,通常以传热溶化机理为主进行。反之,则是以深穿入熔化机理为主进行。

  三、工艺特点及其影响因素

  1、激光的投入能量密度。调整激光照射能量密度的方法主要有:

  A、调整激光输出能量(调整激发电压)

  B、调整光斑大小(调节出射焦距)

  C、改变光斑中的能量分布(改变光纤类型:峰形输出型——GI型光纤、梯形输出型―SI型光纤)

  D、改变出射脉冲的宽度和波形

  2、材料反射率

  大多数金属在激光开始照射时,会将大部分激光能量反射掉,所以,焊接过程开始的瞬间,要相应提高光束的功率。采用脉冲激光缝悍二艺时,可以通过接入引弧板来保证整个焊接段的品质一致性。当金属表面开始熔化或汽化后,其反射率迅速降低。

  四、影响材料对激光束吸收的主要因素

  1、温度

  室温时金属材料两激光的吸收率一般在20℃以下;当金属温度达到烙点产生熔融和气化后吸收率上升到40~50%;当接近沸点时吸收率可高达90%。

  材料的直流电阻率

  材料对激光的吸收率与材料的直流电阻率的平方根成正比、与激光彼长的平方根成反比关系。

  2、激光束的入射角

  入射角越大,吸收率越小。当激光垂直于金属表面照射时,金属对激光的吸收率最大。但通常为了保护激光出射镜头,需要维持一定的入射角。

  村料的表面状态为了低反射率,可在金属表面涂上薄薄一层全属粉,但两者必须是能够形成合金的。如饭、金、银可覆盖薄锐层,此时在同样熔深的情况下,焊接所需的能量大约为原来铜、金、银所需的四分一。

  3、聚焦性和离焦量

  品质优良的YAG激光焊接装置,其聚焦性(光斑大小)是通过装置本身的光路同轴精度、输出光纤和出射头的成像比等来保证。

 以激光出射焦点正好落在工作上面时的位置为零。离焦量是指焦点离开这个零点的距离量。焦点位置超过零点位置时叫负离焦(焦点深入到工件内部),其距离值为负离焦量。反之,焦点不到零点的距离数值为正离焦量。要获得较大的熔深,可将焦点位置选择在工件内部某一位置上,即采用负离焦量进行焊接。

  4、焊接的穿入深度

  脉冲激光焊接时,主要是以传热熔化方式进行的。激光束本身对金属的直接穿入深度是有限的,其主要取决于材料的导温系数(导温系数大的则穿入深度大),而不是激光器的功率大小。

  五、维护及保养

  1、消耗品的更换

  纯水、离子交换树脂、水过滤器、励起灯、保护镜片

  2、点检

  A、激光发振调整

  B、激光入射调整

  C、光纤入射调整

  D、能量平衡调整

 六、焊接品质检查

  焊接品质的检验,一般有目视检验和破坏性检验两种方法。

  目视检验是对图1所示的各个项目进行检验。若利用显微(镜)照片进行金相检验,则需切断提取出焊接熔核部分并研磨腐蚀(见图2所示)。但是,若只经过外观检验就下结论则还不充分,请务必进行一下破坏性实验。

  破坏性检验通常是进行撕开实验,如图3、4所示,撕开焊接母材进行确认(一侧出现圆形孔洞,另一侧出现钮扣状残留物)

  另外,也有利用拉伸仪进行拉伸强度检验的方法。

七、品质保证手段

  电阻点焊方法虽然是最适合于大量生产的焊接手段,但是若品质管理不当就会引起巨大的损失。目前,由于无法实现在线非破坏性焊接品质检验,因此有必要加强对品质保证的管理。

  1、压力检测

  焊接发热量受电极与工件间的接触电阻的影响极大。焊接过程中,压力必须保持不变,因此有必要经常用压力测试仪对焊接

  2、电极研磨

  焊接次数的增多,会使电极表面磨损加重。电极表面粗糙会引起飞溅和造成工件表面出现糙痕,影响工件外观,因此有必要多准备些研磨好的电极,根据焊接次数适当地更换电极。使用新电极之前先用作废的工件进行调试为好。

  3、电极过热

  电极过热不仅会缩短电极的寿命而且会导致工件焊接品质不均一。

  4、工件精度

  因忽略了工件厚度、镀层厚度、金属成分等的变化而导致焊接不良品出现的现象时有发生。工件本身的品质是否安定也是影响焊接品质的重要因素。

  5、电流监测

  电流监测对焊接是必不可少的。影响电流变化的因素主要有:电源电压的波动、焊接机超载使用而引起的过热使电流输出减少、工件接触不良导致电流减少、焊接机性能不良等。

  为了防止上述原因引起的不良焊接结果,很有必要经常对焊接电流进行监测。若能确保对焊接电流的监测,则可较容易地发现其他影响焊接品质的因索之变化原因,从而进一步提高焊接品质的信赖性。

导航栏目

联系我们

常州一颖光电有限公司

联系人:石经理

手  机:18106121175(微信同号)

Q   Q:460917573 

邮  箱:18106121175@163.com

官  网:www.czyyjg.com