激光焊接的原理


    激光焊接機是利用高能量的激光脈沖對材料進行微小區域內的局部加熱，激光輻射的能量通過熱傳導向材料的內部擴散，將材料熔化后形成特定熔池。它是一種新型的焊接方式，激光焊接主要針對薄壁材料、精密零件的焊接，可實現點焊、對接焊、疊焊、密封焊等，深寬比高，焊縫寬度小，熱影響區小、變形小，焊接速度快，焊縫平整、美觀，焊后無需處理或只需簡單處理，焊縫質量高，無氣孔，可精準控制，聚焦光點小，準度高，易實現自動化。

    焊接特性屬于熔融焊接，以激光束為能源，沖擊在焊件接頭上。


    激光束可由平面光學元件（如鏡子）導引，隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上。


    激光焊接機屬非接觸式焊接，作業過程不需加壓，但需使用惰性氣體以防熔池氧化，填料金屬偶有使用。


    激光焊可以與MIG焊組成激光MIG復合焊，實現大熔深焊接，同時熱輸入量比MIG焊大為減小。
 
    激光焊接機的優缺點
 
    激光焊接機的優點：
 
    （1）可將入熱量降到更低的需要量，熱影響區金相變化范圍小，且因熱傳導所導致的變形亦更低。


    （2）32mm板厚單道焊接的焊接工藝參數業經檢定合格，可降低厚板焊接所需的時間甚至可省掉填料金屬的使用。


    （3）不需使用電極，沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬于接觸式焊接制程，機具的耗損及變形接可降至更低。


    （4）激光束易于聚焦、對準及受光學儀器所導引，可放置在離工件適當之距離，且可在工件周圍的機具或障礙間再導引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發揮。


    （5）工件可放置在封閉的空間（經抽真空或內部氣體環境在控制下）。


    （6）激光束可聚焦在很小的區域，可焊接小型且間隔相近的部件。


    （7）可焊材質種類范圍大，亦可相互接合各種異質材料。


    （8）易于以自動化進行高速焊接，亦可以數位或電腦控制。


    （9）焊接薄材或細徑線材時，不會像電弧焊接般易有回熔的困擾。


    （10）不受磁場所影響（電弧焊接及電子束焊接則容易），能精準的對準焊件。


    （11）可焊接不同物性（如不同電阻）的兩種金屬。


    （12）不需真空，亦不需做X射線防護。


    （13）若以穿孔式焊接，焊道深一寬比可達10:1。


    （14）可以切換裝置將激光束傳送至多個工作站。


    激光焊接機的缺點


    （1）焊件位置需非常精準，務必在激光束的聚焦范圍內。


    （2）焊件需使用夾治具時，必須確保焊件的最終位置需與激光束將沖擊的焊點對準。


    （3）更大可焊厚度受到限制滲透厚度遠超過19mm的工件，生產線上不適合使用激光焊接機。


    （4）高反射性及高導熱性材料如鋁、銅及其合金等，焊接性會受激光所改變。


    （5）當進行中能量至高能量的激光束焊接時，需使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅除，以確保焊道的再出現。


    （6）能量轉換效率太低，通常低于10%。


    （7）焊道快速凝固，可能有氣孔及脆化的顧慮。


    （8）設備昂貴。


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