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發(fā)表于 2009-7-19 09:39:19
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為能量轉(zhuǎn)換的主要形式。為此,必須了解激光與金屬相互作用中所產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象以及這些物理現(xiàn)象與激光參數(shù)的關(guān)系,從而通過控制激光參數(shù),使激光能量絕大部分轉(zhuǎn)化為金屬熔化的能量,達到焊接的目的。
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- ^5 y) v# O2 E) j& M8 U: E三、激光焊接的工藝參數(shù)。
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1、功率密度。
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功率密度是激光加工中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。采用較高的功率密度,在微秒時間范圍內(nèi),表層即可加熱至沸點,產(chǎn)生大量汽化。因此,高功率密度對于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。對于較低功率密度,表層溫度達到沸點需要經(jīng)歷數(shù)毫秒,在表層汽化前,底層達到熔點,易形成良好的熔融焊接。因此,在傳導(dǎo)型激光焊接中,功率密度在范圍在104~106W/CM2。
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# B2 H6 n" J2 g* B" m% v0 u2、激光脈沖波形。& o4 Q9 q F5 t+ Y
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激光脈沖波形在激光焊接中是一個重要問題,尤其對于薄片焊接更為重要。當高強度激光束射至材料表面,金屬表面將會有60~98%的激光能量反射而損失掉,且反射率隨表面溫度變化。在一個激光脈沖作用期間內(nèi),金屬反射率的變化很大。) t" K$ V, k, Y3 M
6 o) c7 @, B( F- @3、激光脈沖寬度。- f4 C) a, L( O1 N+ O
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脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一,它既是區(qū)別于材料去除和材料熔化的重要參數(shù),也是決定加工設(shè)備造價及體積的關(guān)鍵參數(shù)。" C1 x, |' c% _
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4、離焦量對焊接質(zhì)量的影響。. `: l* y1 I% q
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激光焊接通常需要一定的離做文章一,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。9 z4 t) W/ Q6 f, w
' J( e# \. P; _, s# K" g6 \0 R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。按幾何光學理論,當正負離做文章一相等時,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)。實驗表明,激光加熱50~200us材料開始熔化,形成液相金屬并出現(xiàn)問分汽化,形成市壓蒸汽,并以極高的速度噴射,發(fā)出耀眼的白光。與此同時,高濃度汽體使液相金屬運動至熔池邊緣,在熔池中心形成凹陷。當負離焦時,材料內(nèi)部功率密度比表面還高,易形成更強的熔化、汽化,使光能向材料更深處傳遞。所以在實際應(yīng)用中,當要求熔深較大時,采用負離焦;焊接薄材料時,宜用正離焦。
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四、激光焊接工藝方法。
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9 A: ]6 |8 q0 K, U) d1、片與片間的焊接。$ Y n$ U" I9 v, Q
% _/ r+ L7 Z1 E+ m包括對焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4種工藝方法。
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2、絲與絲的焊接。, Y0 S$ h$ ]8 f8 t
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包括絲與絲對焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等4種工藝方法。
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3、金屬絲與塊狀元件的焊接。
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3 w( i- d& a6 U9 _4 @采用激光焊接可以成功的實現(xiàn)金屬絲與塊狀元件的連接,塊狀元件的尺寸可以任意。在焊接中應(yīng)注意絲狀元件的幾何尺寸。5 z/ Y6 f# q+ i! u% ]3 C
3 l/ G( e+ f) X6 M4、不同金屬的焊接。5 Z/ V, z0 G( K/ M
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焊接不同類型的金屬要解決可焊性與可焊參數(shù)范圍。不同材料之間的激光焊接只有某些特定的材料組合才有可能。- u+ b3 l, L3 f+ F H
. X$ Y( i6 V" u五、激光釬焊。
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# G0 D% e/ J2 L0 v% s7 g有些元件的連接不宜采用激光熔焊,但可利用激光作為熱源,施行軟釬焊與硬釬焊,同樣具有激光熔焊的優(yōu)點。采用釬焊的方式有多種,其中,激光軟釬焊主要用于印刷電路板的焊接,尤其實用于片狀元件組裝技術(shù)。采用激光軟釬焊與其它方式相比有以下優(yōu)點: |
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