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淺談激光焊接技術(shù)的種類與特點(diǎn)分析

來源:深圳市鐳康機(jī)械設(shè)備有限公司發(fā)表時間:2017-10-16

現(xiàn)如今科技越來越智能化,貼近我們的生活當(dāng)中,便利豐富我們的生活,激光業(yè)的發(fā)展也是在與日俱進(jìn),由于激光具有特殊的優(yōu)勢,在機(jī)械中有著及其重要的地位,越來越多的工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)轉(zhuǎn)換到激光行業(yè)來。其中激光焊接機(jī)在激光技術(shù)中是極為重要的環(huán)節(jié)之一,激光焊接因具有高能量密度、深穿透、高精度、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)受到各種焊接加工業(yè)的青睞。隨著工業(yè)制造的快速發(fā)展,環(huán)保、節(jié)能、高效、快捷的加工技術(shù)將成為發(fā)展重點(diǎn),而激光焊接技術(shù)正是符合這一發(fā)展趨勢的加工技術(shù)。我們現(xiàn)今所知道的激光焊接技術(shù)種類如下:

同步焊接

使用此方法時,所有焊縫均同步-即同時,由一臺或多臺激光器進(jìn)行加熱。因其結(jié)構(gòu)緊湊所以通常使用高功率激光器。也可極為方便實(shí)現(xiàn)線性焊縫,借助新研發(fā)的特殊射束成形元件,如今也幾乎可以實(shí)現(xiàn)任意射束形狀。

特性和應(yīng)用:

進(jìn)程時間短,無相對運(yùn)動,可彌合縫隙,適用于大批量生產(chǎn)

準(zhǔn)同步焊接

兩個掃描器反射鏡將點(diǎn)狀激光束偏轉(zhuǎn),并以極高速度將其沿焊接輪廓進(jìn)行引導(dǎo)。每秒中將多次處理接合面,由此激光射束將整個焊縫同時加熱并塑化。零件公差部分可被熔化并形成熔珠,焊接過程中將兩個接合部件相互按壓在一起。

 特性和應(yīng)用:

點(diǎn)狀激光束,高度靈活性,可彌合縫隙,適用于小批量生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)

掩模焊接

在激光源和要焊接的部件之間將插入一層模。一排盡量準(zhǔn)直-即平行-的線狀激光在整個接合區(qū)域移動。該激光束僅作用于沒有被膜遮蔽的部件上。這層膜使得可以用微米級的精細(xì)度來勾畫出精細(xì)的結(jié)構(gòu)。所以用掩膜式焊接法可以達(dá)到極高的精準(zhǔn)度。例如,不同寬度的直線和曲線的焊接線等,所有操作都可以用一個簡單的步驟一步完成。

特性和應(yīng)用:

線性型聚焦激光束,任何可以想象的平面幾何形狀,快速靈活,精細(xì)二維焊接結(jié)構(gòu),適用于微米級的或宏觀線度的焊接應(yīng)用

輪廓焊接

進(jìn)行輪廓焊接時,聚焦的激光射束沿著焊縫依次運(yùn)行,并將其局部熔化。因幾何比例較小所以此時焊接體積也較小,能夠避免熔化材料溢出。相對運(yùn)動則通過部件、激光器或兩者組合的移動來實(shí)現(xiàn)。

特性和應(yīng)用:

點(diǎn)狀激光束,高度靈活性,任意2D結(jié)合線,在部件頻繁更換的情況下使用最為理想

GLOBO 焊接

Globo 焊接的工作原理與輪廓焊接相同。點(diǎn)狀激光束將通過氣墊式無摩擦可轉(zhuǎn)動的玻璃球聚焦到接合層面。玻璃球不僅是聚焦-而且還可用作機(jī)械式按壓工具。當(dāng)該球在部件上滾動時,它會持續(xù)不斷地逐點(diǎn)按壓在接合層面上。由此激光射束僅射至承受壓緊力的部位。該玻璃球可替代機(jī)械按壓裝置,并可將激光焊接的可能擴(kuò)展為連續(xù)方式或用于三維應(yīng)用。

特性和應(yīng)用:

二維或三維的任意結(jié)合形狀,焊接無需加緊裝置,壓緊力和能量輸入的最佳同步,適用于機(jī)器人應(yīng)用

滾筒式焊接

滾筒式焊接基于 GLOBO 焊接的原理。但玻璃滾筒并非氣墊式,而是一側(cè)或兩側(cè)安裝球軸承。它即可用作按壓工具,也可作為最后的光學(xué)元件。與 Globo 的區(qū)別在于,進(jìn)行滾筒式焊接時線性激光射束聚焦于玻璃滾筒之后。使用此焊接方案可達(dá)到極高的焊縫緊固程度。但此方法僅限于線性應(yīng)用。

特性和應(yīng)用:

二維線性接合形狀,焊接無需加緊裝置,壓緊力和能量應(yīng)用的最佳同步,可與多維機(jī)械手作聯(lián)合配套應(yīng)用

放射狀焊接


       激光射束被反射鏡轉(zhuǎn)向,使其以放射狀射至焊接部件的旋轉(zhuǎn)對稱表面上。部件的緊密配合確保了焊接加工所需要的嵌位壓力。處理周邊的連續(xù)焊縫時無需在焊接過程中移動部件。


特性和應(yīng)用:

適用于不同的直徑,無需旋轉(zhuǎn)部件,高產(chǎn)能,無需加緊裝置

DOE焊接

稱作衍射光學(xué)元件(DOE)的特殊光學(xué)元件可根據(jù)激光焊接工藝進(jìn)行調(diào)整。此鏡頭可用于輪廓焊接、準(zhǔn)同步焊接以及同步焊接。它們可根據(jù)應(yīng)用匹配點(diǎn)狀激光束的功率密度分布。
       DOE 是“衍射光學(xué)元件”的縮寫。DOE 是一個光學(xué)元件,可使點(diǎn)狀激光射束再現(xiàn)輪廓。也可根據(jù)要求沿著該輪廓使用 DOE 調(diào)整功率密度分布。此類光學(xué)元件被用于同步焊接中的復(fù)雜焊接幾何形狀或在輪廓焊接和準(zhǔn)同步焊接中用于優(yōu)化功率密度分布。 
       DOE 將根據(jù)任務(wù)要求調(diào)整,必須事先進(jìn)行計(jì)算以及模擬。設(shè)計(jì)時僅針對一項(xiàng)波長。因此應(yīng)用時必須事先已經(jīng)了解所用波長。雖然生產(chǎn) DOE 較為繁瑣,但將其集成到我們的鏡頭中很容易實(shí)現(xiàn)。

特性和應(yīng)用:

同步再現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu),可根據(jù)輪廓調(diào)整功率密度分布,可計(jì)算并模擬輪廓,可方便集成到標(biāo)準(zhǔn)鏡頭中