关于激光焊接未来发展趋势是否可代替气体焊

焊接是一个时代,一个舞台。

一个有精湛手艺的焊接师傅在哪里都是炙手可热的,一双手创造了各种焊接技术,作为焊接舞台的先驱都是值得尊敬的。如果焊接不再需要焊接师傅呢?如果是普工就可以完成如今的焊接工作呢?

时代永远在发展,旧的技术和产品终究会被逐渐代替,现在给各位介绍一下未来焊接舞台的新星——激光焊接。

激光焊接的种类:

1,按控制方式可分:手动式激光焊接机,自动激光焊接机,振镜式激光焊接机

这里说的就是:手持焊枪式、机架固定式。两者根据产品的要求各自发挥出最大的效能。

2,按激光器类型可分:YAG激光焊接机,半导体激光焊接机,光纤激光焊接。

这里说的就是:高频连续焊、低频连续点焊两个类型。两种出光类型不同,可根据产品要求的工艺进行选购。

激光焊接有两种基本模式:激光热导焊和激光深熔焊。

前者所用激光功率密度较低(105~106W/cm2),工件吸收激光后,仅达到表面熔化,然后依靠热传导向工件内部传递热量形成熔池。这种焊接模式熔深浅,深宽比较小。

后者激光功率密度高(106~107W/cm2),工件吸收激光后迅速熔化乃至气化,熔化的金属在蒸汽压力作用下形成小孔激光束可直照孔底,使小孔不断延伸,直至小孔内的蒸气压力与液体金属的表面张力和重力平衡为止。小孔随着激光束沿焊接方向移动时,小孔前方熔化的金属绕过小孔流向后方,凝固后形成焊缝。这种焊接模式熔深大,深宽比也大。在机械制造领域,除了微薄零件之外,一般应选用深熔焊。

我们简单了解过激光焊接机种类后简单对比一下激光焊与传统气体焊的优劣。

激光焊接的优劣:

优点

(1)可将入热量降到最低的需要量,热影响区金相变化范围小,且因热传导所导致的变形亦最低。

(2)32mm板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格,可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用。

(3)不需使用电极,没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式焊接制程,机具的耗损及变形接可降至最低。

(4)激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引,可放置在离工件适当之距离,且可在工件周围的机具或障碍间再导引,其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。

(5)工件可放置在封闭的空间(经抽真空或内部气体环境在控制下)。

(6)激光束可聚焦在很小的区域,可焊接小型且间隔相近的部件,

(7)可焊材质种类范围大,亦可相互接合各种异质材料。

(8)易于以自动化进行高速焊接,亦可以数位或电脑控制。

(9)焊接薄材或细径线材时,不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。

(10)不受磁场所影响(电弧焊接及电子束焊接则容易),能精确的对准焊件。

(11)可焊接不同物性(如不同电阻)的两种金属

(12)不需真空,亦不需做X射线防护。

(13)若以穿孔式焊接,焊道深一宽比可达10:1

(14)可以切换装置将激光束传送至多个工作站。

(15)对作业工人要求低,无需经验技术。只需结合手眼操作即可达到工艺要求。

缺点

(1)焊件位置需非常精确,务必在激光束的聚焦范围内。

(2)焊件需使用夹治具时,必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准。

(3)最大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过19mm的工件。

(4)高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,焊接性会受激光所改变。

(5)当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现。

(6)单设备相对贵。

气体焊中氩弧焊的优劣:

优点

(1)氩气保护可隔绝空气中氧气、氮气、氢气等对电弧和熔池产生的不良影响,减少合金元素的烧损,以得到致密、质量高且较为纯净的焊接接头。

(2)氩弧焊的电弧燃烧稳定,飞溅少,焊后不用清渣。

(3)氩弧焊热量集中,弧柱温度高,焊接生产效率高,热影响区窄,所焊的焊件应力、变形、裂纹倾向小,尤其适于薄板焊接。

(4)氩弧焊为明弧施焊,操作、观察方便。

(5)易控制熔池尺寸,由于焊丝和电极是分开的,焊工能够很好的控制熔池尺寸和大小。

(6)电极损耗小,弧长容易保持,焊接时无熔剂、涂药层,所以容易实现机械化和自动化。

(7)氩弧焊几乎能焊接所有金属,特别是一些难熔金属、易氧化金属,如镁、钛、钼、锆、铝等及其合金。

缺点

(1)成本较高,设备成本略高于二保焊接,所用氩气成本高于二氧化碳气体。

(2)焊接时需有防风措施。

(3)氩弧焊与焊条电弧焊相比对人身体的伤害程度要高一些,氩弧焊的电流密度大,发出的光比较强烈,它的电弧产生的紫外线辐射,约为普通焊条电弧焊的5~30倍,红外线约为焊条电弧焊的1~1.5倍,在焊接时产生的臭氧含量较高,因此,尽量选择空气流通较好的地方施工,不然对身体有很大的伤害。

(4)对于低熔点和易蒸发的金属(如铅、锡。锌),焊接较困难。

(5)氩气电离势高,引弧困难,需要采用高频引弧及稳弧装置。

(6)需要持有焊接证件的焊接技术人员操作。

两者对比:

激光焊接可焊工件材料与氩弧焊同等广,焊接速度上激光焊接更胜一筹。焊接后处理激光焊接亦胜一筹。

成本上虽然激光焊机体成本相对比气体焊高,同时气体焊人工成本亦高。激光焊接使用时间越长,人工以及材料成本越低。

相对的激光焊对材料纯度以及焊缝大小有相对的需求而氩弧焊并无此类要求,氩弧焊根据焊接人员技术可操作的焊接方式以及工艺方式会更多。

结论:

以下仅代表个人看法,首先我们知道工艺是越来越进步的,各厂家都开始越来越高的要求,对无缝焊的需求越来越广,而激光焊接无论是从人工成本材料成本以及焊机工艺上都完胜传统焊接方式,而激光焊的缺点也会随着人们对工艺需求越来越高而消失。如今激光焊接要完全取代传统焊接还有好长一段路要走。高瓦数激光器的普及是其中尤为重要的一步,当激光焊接普及到中小企业的时候,也许传统焊接才会真正的退出焊接的舞台成为历史,而激光焊接即是未来焊接工艺的趋势。

感谢您看我的 章,下一回我会继续用专业的知识来给大家讲讲我对激光焊接的发展以及激光焊接的应用。

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