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(1) 激光能量十分集中,温度非常高,HAZ很小,形变很小;
(2) 焊接可重复性和连续性高,可实现快速焊与深熔焊;
(3) 焊缝表面质量过硬,强度也极高;
(4) 易于实现异种材料自动化的焊接;
(5) 激光束控制灵活,加工柔性大;
(6) 某些情况下可简化后处理工序。 激光焊接的原理是通过激光与金属之间的相互作用,高强度的激光束作用于金属表面,激光产生的热能被金属吸收,金属受热升温熔化后继而冷却形成结晶。激光焊接模式主要取决于功率,如图 1.1 激光焊接模式的转变。当激光功率低于 105W/cm2时,激光辐射产生的热能集中作用在材料表面 10~100nm的薄层,大部分被反射流失,表面的热量以热传导方式向材料的内部扩散,致使材料表面融化形成熔池。热传导焊接熔深浅,轮廓近似球形;只有少部分激光能被吸收; 主要用于薄壁工件(1mm左右)的焊接和低速焊接。 当激光功率高于 105W/cm2时,产生匙孔效应,由热传导模式转换为小孔模式,匙孔如同一个黑体,将激光辐射能量悉数吸入,能量被反射流失的很少,使匙孔温度升高,金属熔化而形成一个熔融金属的熔池,热量由熔池向周围扩散。激光功率越大,所产生的熔池也就越深,当激光光束相对于焊件向前运动时,匙孔的中心也会发生运动,并且保持着动态平衡。金属材料在熔融状态下,有一部分金属被蒸汽形成金属蒸汽,材料的表面会排出金属蒸汽,有一种反作用力将会向下作用于熔融金属表面,使金属液向四周连续的流动从而形成凹坑,激光作用时间越久熔池也将变得更深。一旦激光停止作用或激光束向前运动后,熔融的金属也将会随着回流填充匙孔离开后的空腔,金属液凝固后将形成焊缝。小孔焊接模式深宽比大,热效率高;效率高,细密性高;产品的可塑能力强,焊缝强固等优点。
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