激光焊接原理
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1．激光焊接原理 激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现， 激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激 光深熔焊接。功率密度小于 104~105 W/cm2 为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率 密度大于 105~107 W/cm2 时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速 度快、深宽比大的特点。 其中热传导型激光焊接原理为： 激光辐射加热待加工表面， 表面热量通过热传导向内部扩散， 通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的 熔池。 用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。 下面重点介绍激光深 熔焊接的原理。 激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接， 其冶金物理过程与电子束焊接极为相 似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照 射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射 光束能量，孔腔内平衡温度达 2500 0C 左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围 着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽， 小孔四壁包围着熔融金属， 液态金属四周包围着固体材料 （而在大多数常规焊接过程和激光 传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层 表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。 光束不断进入小孔， 小孔外 的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔 壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动， 熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随 之冷凝，焊缝于是形成。上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分 钟数米。 2. 激光深熔焊接的主要工艺参数 1)激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超 过此值，熔深会大幅度提高。只有当工...
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