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全自动激光焊接机在激光焊接存在哪些不足之处?

文章出处:公司动态 责任编辑:东莞市雄冠激光设备有限公司 发表时间:2021-07-09
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全自动激光焊接机在激光焊接存在哪些不足之处?激光焊接虽然有上述诸多优点,但是在实际应用中人们也发现了激光焊接的许多不足之处:    
全自动激光焊接机
1、 等离子屏蔽问题。在激光焊接中母材受热熔化、汽化形成深熔小孔时,孔中充满金属蒸汽,金属气体与激光作用形成等离子云。等离子云吸收和反射性很强,降低金属材料对激光的吸收率,使激光的能量利用率降低。此外等离子云强烈时还可能对激光产生负透镜效应,严重影响激光束的聚焦效果。      

2、 桥接性差,焊缝装夹精度要求高。激光光斑直径很小,热作用区小,桥接能力很差,对焊缝接头对准的平整度和精度要求很高。采用激光焊接时焊缝的缝隙宽度不能大于0.2mm,否则激光透过缝隙太多,能量损失很大。

同时接头两侧平整度太差时会发生焊接错位,将严重影响焊接质量。这一方面对激光接头的准备提出了很高的要求,另一方面要求装夹精确,对装夹的技术要求高,这都增加了工艺要求和焊接成本。在工业适用化上的技术难度较大。      

3、 焊缝的硬度高,焊接热裂纹倾向大。激光焊接时功率密度很大,热作用区域很小,而热输入量小,所以焊接区域会产生很高的峰值温度和温度梯度,焊缝熔化金属快速凝固收缩,这会带来两方面的影响:

一是焊缝的硬度很高,有时可能大大高于母材,这在诸如船舶等特殊工业中的应用有所限制;

二是对于某些金属零件特别是经过深加工后存在高机械应力的金属焊接后工件热裂纹倾向大。      

4、 凹陷及气孔问题。激光焊接过程一般不采用添加填充材料,由于母材端面存在间隙、深熔小孔内金属受热汽化,焊接后焊缝处有时会存在凹陷。焊速高时焊接所形成的金属蒸气来不及从焊缝里跑出,残留在快速熔化凝固后的焊缝里,也会形成气孔。     

5、 对高反射金属如铝、铜等的焊接十分困难。铝铜及其合金对激光的反射非常高,起始的反射率高达90%以上,激光能量大部分被反射,难以形成深熔焊的小孔。      
6、采用激光焊接一个很致命的缺点是焊接设备成本很高,同时激光器的能量利用率低,以激光器为例总效率小于20%。而且大功率激光器运行时对昂贵的He气消耗巨大,生产成本也增加很大。

但是激光焊接的熔深并非与激光功率成正比的增长,以低碳钢焊接为例,焊接熔深大概与功率的0. 6次方成正比。在20KW的激光功率下,熔深最大为15-20mm,功率达到90KW时最大熔深也只有45mm。其主要原因是:

一、 熔深再增大时焊口侧壁的熔化金属会跨接起来,阻碍激光通过;

二、高功率激光焊接时将产生大量的等离子体,而去除等离子体也越来越困难,对激光的屏蔽也越来越严重。激光器的输出镜由于温度的升高而产生应变,聚光性能也会越来越差,尤其在长时间使用时影响更是巨大。


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