雷射焊接基礎

2021-01-17 全德諮詢

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雷射是高功率密度和高能量密度的熱源，因此，由於可以進行高速焊接，深熔焊或高精度焊接，因此雷射焊接被認為是先進的材料接合。

雷射，電子束，等離子和電弧的代表性功率密度曲線以及隨之產生的焊縫幾何形狀在圖3.1中進行了示意性比較。

雷射，電子束，等離子和電弧的典型功率密度分布圖及其相應焊縫幾何形狀的示意圖

雷射束的功率密度實質上很高，與電子束相當，並且遠高於電弧或等離子體的功率密度。因此，在用雷射或電子的高功率密度束進行焊接時，可以形成深而狹窄的孔，並且可以有效地產生深而狹窄的焊縫。在高電流下，一個電弧產生一個淺腔，但沒有深孔，而等離子體有時會形成一個淺孔。結果，這些焊縫比雷射焊縫淺。而且，雷射焊接的行進速度高於電弧焊或等離子焊的行進速度。在示意圖中，在低焊接速度下，電子束焊縫的熔深比雷射束的熔深。這歸因於環境差異，儘管通常在 1 atm的保護氣體中進行雷射焊接，但總是在真空條件下進行電子束焊接。可以在真空條件下產生與電子束焊縫等效的更深穿透力的雷射焊縫。

各種雷射焊接接頭，稱為對接接頭，搭接接頭和T形接頭的對接，搭接或圓角焊接，線性，環形圈焊和周向軸焊接通常，通常使用對接接頭，搭接接頭或T形接頭的對接，搭接或角焊。也可採用線性，環形圈焊（圓周）和周向軸焊。縫焊可通過連續波（CW）雷射連續焊接或通過脈衝波（PW）雷射重複點焊來形成。

低功率和高功率密度下的PW或CW雷射焊接的典型現象，分別顯示出熔池少，羽流短，以及高羽流，飛濺，鍵孔深，熔池作用，氣泡和孔隙形成

取決於照射時間和雷射功率密度，分別以導熱型或鎖孔型的形態產生點焊或珠焊。在低雷射功率密度的情況下，點焊和焊道焊縫較淺，通常分別小於0.6 mm深和小於2 mm深。在高雷射功率密度的情況下，會形成小孔以產生深熔焊縫。PW雷射的點孔焊和CW雷射的焊縫的鎖孔類型分別約為0.5–3 mm深和0.5–50 mm深。因此，薄板中的淺層雷射焊接通常是通過以相對較低的速度進行PW雷射焊接或以高速或在低功率密度下通過CW雷射焊接而產生的。注意到在矩形波脈衝雷射的點焊中，在大於1mm深度的焊縫中可能形成氣孔。厚板的深焊縫可通過使用不帶導線或帶導線的高功率連續波雷射進行。深焊縫也可通過與高功率連續雷射和MIG，MAG或CO2氣弧混合焊接進行。

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