近年来,激光加工技术广泛普及,越来越多的行业在产业升级过程中选择了激光加工,这让激光工艺有了更广阔的发展空间,也有了更多的创新和探索。其中,激光复合焊接就是激光焊接工艺领域的又一种新型工艺,这种加工工艺特别适合高反材料(铜、铝、合金)的加工应用,且焊接速度快、焊缝质量高、焊接缺陷少、焊接强度高,可应用在动力电池、汽车白车身等行业。
一、激光深熔焊特征及优、缺点
激光深熔焊的特征
《1》高的深宽比。因为熔融金属围着圆柱形高温蒸气腔体形成并延伸向工件,焊缝就变成深而窄。
《2》高致密性。因为充满高温蒸气的小孔有利于焊接熔池搅拌和气体逸出,导致生成无气孔的熔透焊缝。焊后高的冷却速度又易使焊缝组织细微化。
《3》最小热输入。因为小孔内的温度非常高,熔化过程发生得极快,输入工件热量很低,热变形和热影响区很小。
《4》精确控制。因为聚焦光点很小,焊缝可以高精确定位。激光输出无“惯性”,可在高速下急停和重新起始,用数控光束移动技术则可焊接复杂工件。
《5》强固焊缝。因为炽热热源和对非金属组分的充分吸收,降低杂质含量、改变夹杂尺寸和其在熔池中的分布。焊接过程无需电极或填充焊丝,熔化区受污染少,使得焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母体金属。
《6》非接触大气焊接过程。因为能量来自光子束,与工件无物理接触,所以没有外力施加工件。另外,磁和空气对激光都无影响。
二、焊接优势特点
1、焊接表面光滑平整,未出现发黑发黄现象,无裂纹,密封性良好;
2、相对于传统焊接,复合焊接速度可以提升2-3倍;
3、采用复合焊接,比单纯的单光束光纤连续焊接所用加工功率明显降低30%左右;
4、复合焊接良率明显提升;
5、焊接过程中要注意保护气的使用;
6、壳体如有杂质易产生炸点现象,可补焊;
7、复合焊接对焊接轨迹容错性比单光纤焊接得到明显提升。
三、激光深熔焊的优点
1、因为光束容易传输和控制,又不需要经常更换焊枪、喷嘴,又没有电子束焊接所需的抽真空,显著减少停机辅助时间,所以有荷系数和生产效率都高。
2、由于聚焦激光比常规方法具有高得多的功率密度,导致焊接速度快,受热影响区和变形都很小,还可以焊接钛等难焊的材料。
3、由于纯化作用和高的冷却速度,焊缝强度、韧性和综合性能高。
4、由于平均热输入低,加工精度高,可减少再加工费用;另外,激光焊接运转费用也较低,从而可降低工件加工成本。
5、对光束强度和精细定位能有效控制,容易实现自动化操作。