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激光焊接机的热传导原理简介

发布:2022-08-16 10:08作者:www.huyunjituan.com点击:1576次

激光焊接是一种使用高能量密度激光束作为热源的高效精密焊接工艺。激光焊接是采用激光材料加工技术最重要的方面之一。 1970年代主要用于薄壁材料的焊接和慢焊。焊接过程是导电的,即工件表面通过激光​​辐射加热,表面热量通过传导向内传导。激光脉冲宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数来熔化零件并形成熔池专用焊缝。由于其独特的优势,它成功地用于微型和小型零件的精密焊接。
可以使用连续或脉冲激光束进行激光焊接。激光焊接的原理可分为导热焊接和深度激光焊接。当功率密度小于104-105 W/cm2时,为线焊。目前熔深小,焊接速度低;当功率密度超过 105-107 W/cm2 时,热量使金属表面塌陷,形成“孔洞”,形成深熔焊缝。焊接速度快,比例大。
导热激光焊接的原理是:激光辐射加热工件表面,表面热量通过传导向内蒸发,通过调整宽度、能量、峰值功率和重复频率等激光参数使工件熔化。用激光脉冲形成定义的焊接熔体。
用于齿轮和钣金焊接的激光焊接机主要使用深熔激光焊接。
深熔激光焊接一般采用连续激光束来完成材料的结合,其冶金物理过程与电子束焊接非常相似,即能量转换机构由“锁”的“孔”结构集成在一起。激光具有足够高的功率密度,材料蒸发并形成小孔。这个微小的蒸汽孔类似于一个黑体,几乎吸收了即将到来的淋浴的所有能量。孔中的平衡温度约为2500。热从这个孔的外壁高温转移,使孔周围的金属熔化,小孔充满了壁材连续蒸发射流产生的高温蒸汽,小孔的四个壁被包围通过熔融金属,液态金属围绕固体材料(而在大多数传统焊接方法和线性激光焊接中,能量是冷杉st放置在产品表面,然后在适当的转移中转移)。孔壁外的液体流动和靠近壁层的表面张力与孔腔内不断产生的蒸气压保持动态平衡。光束不断进入小孔,小孔外的物料不断流动。随着光束的移动,小孔始终处于连续通量的状态。即孔和孔壁周围的熔融金属以前杆的进给速度前进,熔融金属填充孔去除后留下的空间,被压缩并形成焊缝。上述所有过程都非常快,以至于焊接速度很容易达到每分钟几米。
导热焊接原理
1.加热材料表面
需要表面散热,效果>反射+散热。
热量在两个方向和深度上传导。
表面温度达到熔点(TM,钢=1490℃)
吸收随温度变化: - 半导体激光器 r:38% (20°C)
在 36% (1500°C) - CO2 激光:5% (20°C) - 12% (1500°C) 开始形成熔池。
2.焊接
进给运动产生焊缝。
开口的深度和宽度与力量和速度有关
典型的焊接速度为 1-3 m/min。
焊缝均匀,无碎屑。
比例 <1。
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