根據(jù)汽車工業(yè)批量大、自動化程度高的特點,激光焊接設(shè)備向大功率、多路式方向發(fā)展。在工藝方面美國Sandia國家實驗室與PrattWitney聯(lián)合進(jìn)行在激光焊接過程中添加粉末金屬和金屬絲的研究,德國不萊梅應(yīng)用光束技術(shù)研究所在使用激光焊接鋁合金車身骨架方面進(jìn)行了大量的研究,認(rèn)為在焊縫中添加填充余屬有助于消除熱裂紋,提高焊接速度,解決公差問題,開發(fā)的生產(chǎn)線已在工廠投入生產(chǎn)。
20世紀(jì)80年代后期,千瓦級激光成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),而今激光焊接生產(chǎn)線已大規(guī)模出現(xiàn)在汽車制造業(yè),成為汽車制造業(yè)的成就之一。歐洲的汽車制造廠早在20世紀(jì)80年代就率先采用激光焊接車頂、車身、側(cè)框等鈑金焊接,90年代美國竟相將激光焊接引入汽車制造,盡管起步較晚,但發(fā)展很快。
意大利在大多數(shù)鋼板組件的焊接裝配中采用了激光焊接,日本在制造車身覆蓋件中都使用了激光焊接和切割工藝,高強(qiáng)鋼激光焊接裝配件因其性能優(yōu)良在汽車車身制造中使用得越來越多。
激光焊接在電子工業(yè)中,特別是微電子工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于激光焊接熱影響區(qū)小、加熱集中迅速、熱應(yīng)力低,因而正在集成電路和半導(dǎo)體器件殼體的封裝中,顯示出特的性,在真空器件研制中,激光焊接也得到了應(yīng)用,如鉬聚焦極與不銹鋼支持環(huán)、快熱陰極燈絲組件等。傳感器或溫控器中的彈性薄壁波紋片其厚度在0.05-0.1mm,采用傳統(tǒng)焊接方法難以解決,TIG焊容易焊穿,等離子穩(wěn)定性差,影響因素多而采用激光焊接效果很好,得到廣泛的應(yīng)用。
激光焊接機(jī)組成1、激光焊接主機(jī):激光焊接主機(jī)由電源、激光器、光路部分和控制系統(tǒng)等組成,提供焊接加工所需要的能量。2、冷卻系統(tǒng):冷卻系統(tǒng)是用來散熱降溫的裝置,主要是為了激光焊接機(jī)尤其是功率較大的機(jī)器長時間在高溫環(huán)境下工作的穩(wěn)定性以及使用壽命。3、工裝夾具:工裝夾具一般是在焊接操作過程中用來固定焊接的工具,尤其是在批量生產(chǎn)中是的設(shè)備之一,將直接影響生產(chǎn)效率。4、工作臺:工作臺指的是激光焊接主動作業(yè)臺,是為了讓激光光束能夠按照特定的要求和焊接操作軌跡進(jìn)行移動,實現(xiàn)自動焊接功能。5、觀察系統(tǒng):激光焊接機(jī)一般會配置觀察系統(tǒng),可以對正在進(jìn)行中的焊接操作進(jìn)行實時觀察,利于定位與檢驗焊接效果。
激光焊接是一種環(huán)保型的焊接方法,關(guān)鍵是厚壁原材料,零件的焊接,可完成焊接,對焊,疊焊,密封性焊等,深長寬比高,焊接厚度小,熱危害區(qū)小形變小,焊接速度更快,焊接整平.美觀大方,焊后無需打磨或只需簡易打磨,焊接質(zhì)量高,無出氣孔,操作準(zhǔn)確,聚焦光斑小,精度等級高,可與自動化設(shè)備對接。
激光器是激光焊接設(shè)備中的重要部分,主要提供加工所需的光能。對激光器的要求穩(wěn)定、可靠,能長期正常運行。對焊接而言,要求激光器橫模為低階模或基模,輸出功率(連續(xù)激光器)或輸出能量(脈沖激光器)能根據(jù)加工要求進(jìn)行精密調(diào)節(jié)。
激光焊接是一種以高能量密度的激光束作為熱源的精密焊接方法,具有、簡單易上手等優(yōu)勢。如今,激光焊接已廣泛應(yīng)用于各個行業(yè),如:電子零件、汽車制造、航空航天等工業(yè)制造領(lǐng)域。
影響材料對激光束吸收率的因素包括兩個方面:一是材料的電阻率。在測量材料拋光表面的吸收率后,發(fā)現(xiàn)材料的吸收率與電阻率的平方根成正比,電阻率隨溫度變化。并改變;其次,材料的表面狀態(tài)(或光潔度)對光束吸收率有更重要的影響,對焊接效果有顯著影響。非金屬如陶瓷、玻璃、橡膠、塑料等在常溫下的吸收率很高,而金屬材料在常溫下的吸收率很差,直到材料熔化甚至放氣為止。它的吸收只會急劇增加。使用表面涂層或在表面生成氧化膜的方法對于提高材料對光束的吸收非常有效。