激光束焊接-定义、主要部件、类型、工作、优缺点

介绍

焊接是连接两个零件(或称为工件)的常用连接工艺。机械加工和铸造工艺不能单独生产所需的全部零件,而连接工艺的要求是必不可少的。如果我们定义这个过程,它是一个母材(工件)和填充材料熔化来完成连接的连接过程。本文将详细讨论激光束焊接的类型、工作原理、优缺点和注意事项。

定义

激光束焊接是利用集中在一点的激光束将两种材料(主要是金属和热塑性塑料)连接起来。它是工业中最常用的连接技术之一,随着工业自动化的发展,它的应用日益增多。在这种类型中,激光束被引导到两个工件之间的空腔。由于温度高,工件熔化,相互粘合,并立即冷却。由于其他常规方法,形成的焊缝与形成的焊缝相比是实心的。

激光束焊接

图1:激光束焊接

激光束焊接类型

我们可以根据不同的基础对焊接进行分类,例如,根据自动化程度、填充材料、激光束等。在本文中,我们将在不同的基础上研究不同类型的焊接。

1.根据焊接机理:

基于此,它可以分为两种不同的类型,下面讨论-

(i) 热传导焊接:

在这个焊接类型,金属熔化但不蒸发。激光器对功率的要求也较低,最终加工的表面非常光滑。

(二)锁孔焊接:

在这种类型的焊接过程中,两个工件之间的空腔被熔化,激光深入金属,形成一个温度非常高的等离子核心。这种焊接工艺的功率要求非常高。

2.根据使用的激光器类型:

根据所用激光器的类型,可将其分为三种不同的类型,下文将对此进行讨论-

(i) 气体激光器:

这种类型使用混合气体作为激光介质。其中包括氮、氦和二氧化碳。

(ii)固态激光器:

这种激光器采用固态化合物作为激光介质,包括合成红宝石晶体、钇铝石榴石中的钕等。

(iii)光纤激光器:

它使用光纤作为激光介质。它们用于机器人工业焊接。

3.基于激光束传输:

根据激光束传输的类型,它分为两种不同的类型,如下所示-

(i) 传统类型:

在这种类型中,激光输出被移动以跟随接缝。它是在执行任务的机器人的帮助下实现的。

(ii)远程类型:

在这种类型中,激光输出通过激光扫描来检测接缝,而不需要机器人进行同样的操作。

3.主要部件及其功能

这种类型的焊接不同于其他类型的常规焊接。它与各种计算机集成以执行任务。下表包含使用的主要组件及其功能:

(i) 是的。电源:

在机器的两端需要一个高电压源来产生高浓度的激光束

(二)。激光机:

当提供足够的电压差时,它由用于产生激光的各种组件组成。

(三)。凸轮:

它代表计算机辅助制造。定义了控制焊机运动方向和速度的代码(主要是G和M代码),以指导焊接在给定的位置。

(四)。无赖

它代表计算机辅助设计,通过软件设计使工件和过程可视化。

(v) 是的。保护气体:

保护气体用于阻止工件在如此高温下氧化。

另请阅读:

4.激光焊接工作

激光束焊接

为了简单地研究工作,我们将其分为以下几个步骤:

1.机器位置:

在各种控制器的帮助下,焊接机位于要进行连接的位置。这是使用凸轮代码来执行的,它将凸轮带到所需的位置。

2.激光束的产生:

最后施加的电压差在激光机上产生闪光,从而发射光子(高能量)。发射的光子撞击激光束介质(气体激光器、固体激光器和光纤激光器),产生高能量的电子,电子倍增并产生高浓度的激光束。

3.凸轮控制:

激光束产生后,CAM代码将激光焊机移动到所需位置,开始焊接接头。

4.接头的熔化和凝固:

定向激光束沿着接头加热并熔化金属至其核心。熔化的金属相互连接,然后突然冷却。凝固部分是焊缝,比其他焊接工艺产生的焊缝强度大得多。

了解更多激光束焊接的工作原理?观看视频:

6.优缺点:

激光束焊接是一种先进的焊接工艺,非常适合向全自动化方向发展的工业。这种焊接工艺有一些优点和缺点,讨论如下:

优势:

  1. 这是一个全自动的过程,提高了各行业的生产率。
  2. 焊接接头形式比其他常规焊接工艺更牢固。
  3. CAM代码可以使用特定的工艺参数轻松地控制工艺。
  4. 金属加热仅限于焊缝周围很小的区域,不会影响其他区域。
  5. 不需要真空。
  6. 焊接时工件变形小。

缺点:

  1. 完整设置的初始成本非常高。
  2. 控制激光束焊机需要高技能工人。
  3. 这一过程的效率很低,不到10%。
  4. 由于加热过程后快速冷却,会在材料中产生断裂。

7.激光束焊接的未来:

激光焊接是现代焊接技术中最适合当前工业要求的一种。工业正朝着全自动化方向发展,CAD和CAM也日益增多。激光束焊接是完全符合给定标准的工艺之一。它可以很容易地通过CAM代码和控制器进行控制,并可以在CAD软件中进行可视化设计。我们将经常看到这些类型的焊接技术在未来的其他类型的焊接中占主导地位。目前,工业界正在使用其他类型的焊接工艺,但这是最常用的焊接工艺,而且将在未来得到应用。

常见问题:

Q1:什么是焊接中的焊缝?

答案:焊接中的路径或轮廓称为焊缝。它可以被视为一个单独的焊接过程,这是一种电阻焊。

问题2:采用这种焊接工艺实现的自动化水平如何?

答案:激光焊接应用于自动化程度较高的行业。因此,它可以用于完全自动化的行业,也可以用于使用手动技术的行业。

问题3:在使用这种焊接时,有哪些建议的预防措施?

答案:一些预防措施包括,使用PPE(个人防护设备),不要直接看到产生的激光,不要徒手触摸新焊接的表面。

米什拉

潘卡吉米什拉是一个博客的激情和机械工程师的职业。他在2015年完成了机械工程学士学位。他喜欢分享知识和帮助他人。

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