激光焊接 原理

激光焊接原理

激光焊接原理

激光焊接是一种高精度、高效率的焊接方法，广泛应用于工业制造领域。其原理是利用激光束的高能量密度和聚焦性，将材料加热至熔化点，使其发生熔合。下面将详细介绍激光焊接的原理及其应用。

一、激光焊接的原理

1. 激光的特性

激光是一种具有高度聚焦性和单色性的光束，其能量密度高，可在短时间内提供足够的热量使材料熔化。激光的单色性使其具有较小的光斑直径，从而实现高精度的焊接。

2. 热传导与熔池形成

激光束照射到工件表面后，被吸收的能量迅速转化为热能，使工件表面局部区域升温。热能通过热传导向周围区域传递，使材料迅速达到熔点。同时，激光束的高能量密度使熔化的材料形成一个熔池，通过熔池的流动和混合，实现焊接。

3. 激光焊接的方式

激光焊接可分为传导式焊接和深熔焊接两种方式。传导式焊接是指激光束透过工件表面，照射到焊缝上方，热量通过热传导实现焊接。

深熔焊接是指激光束直接照射到焊缝上，使其瞬间加热至熔化点，形成深熔池，然后通过熔池的流动实现焊接。

二、激光焊接的应用

1. 金属焊接

激光焊接广泛应用于金属焊接领域，如汽车制造、航空航天、电子设备制造等。激光焊接具有热影响区小、焊缝质量高、焊接速度快等优点，能够满足高精度、高强度的金属焊接需求。

2. 塑料焊接

激光焊接也可用于塑料焊接。塑料焊接通常采用透明塑料，激光束透过塑料表面照射到焊接区域，使其迅速加热至熔化点，然后通过熔池的混合实现焊接。激光焊接可实现高强度的塑料焊接，广泛应用于光学器件、医疗器械等领域。

3. 精密焊接

激光焊接由于其高度聚焦性和高能量密度，可实现微小尺寸的焊接。这使得激光焊接成为精密器件的理想焊接方法，如电子器件、微电子封装等领域。

4. 自动化焊接

激光焊接可与机器人技术相结合，实现自动化生产。激光焊接的高精度和高效率使其成为自动化焊接的重要技术，可广泛应用于汽车制造、电子设备制造等领域，提高生产效率和产品质量。

总结：激光焊接是一种高精度、高效率的焊接方法，其原理基于激光束的高能量密度和聚焦性。激光焊接广泛应用于金属焊接、塑料焊接、精密焊接和自动化焊接等领域。激光焊接的优点包括热影响区小、焊缝质量高、焊接速度快等。激光焊接技术的不断发展和创新将进一步推动工业制造技术的进步和提升。

光纤激光焊接工艺原理

光纤激光焊接工艺原理 光纤激光焊接是一种高精度、高效率的焊接方法，广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等行业。它利用激光束的高能量密度和光纤的柔性传导特性，将工件表面局部加热，使其熔化并形成焊缝。本文将从光纤激光焊接的原理、工艺参数、优势和应用领域等方面进行介绍。 一、光纤激光焊接的原理 光纤激光焊接的原理是利用激光束的高能量密度将焊接区域加热至熔点以上，使金属材料熔化并形成焊缝。在光纤激光焊接中，激光器将激光束传输到焊接头部，然后通过光纤将激光束传导到焊接点。在焊接点，激光束与工件表面交互作用，产生局部加热。随着工件加热，金属材料熔化并形成焊缝，然后冷却固化，实现焊接。 光纤激光焊接的原理主要包括两个方面：激光束与工件相互作用和激光能量的转化。激光束与工件表面相互作用时，激光能量被吸收，使工件表面温度升高。当温度达到熔点以上时，金属材料开始熔化。激光能量的转化涉及激光束的吸收、传导和辐射。激光束通过吸收介质的能量转化为热能，然后通过传导和辐射传输到焊接点。 二、光纤激光焊接的工艺参数 光纤激光焊接的工艺参数对焊接质量和效率起着重要作用。其中，

激光功率、激光脉冲频率、焦距和光斑直径是影响焊接效果的关键参数。 1. 激光功率：激光功率决定了焊接过程中的能量输入量。适当的激光功率可以保证焊缝的充分熔化和深度穿透，提高焊接质量。 2. 激光脉冲频率：激光脉冲频率决定了激光束的作用时间。适当的脉冲频率可以控制焊接过程中的热输入量，实现焊接参数的精确控制。 3. 焦距：焦距是指激光束从激光头到焊接点的距离。适当的焦距可以控制激光束的聚焦深度和焦斑直径，影响焊接深度和焊缝质量。 4. 光斑直径：光斑直径决定了激光束的能量密度分布。适当的光斑直径可以实现焊接过程中的热输入均匀分布，提高焊接质量。 三、光纤激光焊接的优势 光纤激光焊接相比传统焊接方法具有许多优势。 1. 高能量密度：光纤激光焊接利用激光束的高能量密度，可以在较小的热影响区域内实现高温熔化，减少热影响和变形。 2. 高精度：光纤激光焊接具有较高的定位精度和焊接质量，可以实现精细焊接和微观组装。

激光焊机的原理用途和使用方法

激光焊机的原理用途和使用方法 一、激光焊机的原理 激光焊机是利用激光束对工件进行加热，使其表面熔化并与其他零件相融合的一种焊接设备。其原理是将高能量密度的激光束聚焦在工件的焊接部位，使其瞬间升温并熔化，形成一定深度和宽度的熔池。在适当的时间内停止激光束的加热作用，使其迅速冷却凝固，从而实现焊接。 二、激光焊机的用途 1. 金属材料的加工：激光焊机可应用于金属材料如钢、铜、铝等的切割、打孔、刻字等加工。 2. 零部件制造：激光焊机可以制造汽车零部件、电子元器件等精密零部件。 3. 焊接：激光焊机可以对各种金属材料进行高精度、高质量的点焊和线焊。 4. 医学领域：激光焊机可应用于医学领域如眼科手术中进行视网膜修

补等。 三、激光焊机的使用方法 1. 准备工作：首先需要确定焊接部位，并清洗干净，以确保焊接质量。另外，还需根据材料的厚度和类型选择合适的激光焊机和参数。 2. 调试设备：将激光焊机调整到适当的功率和频率，并根据需要进行 聚焦。 3. 开始焊接：将激光束对准焊接部位，启动激光器，使其照射在工件上。在适当时间内停止加热作用，使其迅速冷却凝固即可完成焊接。 4. 检查质量：完成焊接后需要检查质量，如是否出现裂纹、变形等问题。如有问题需要重新进行修补或重做。 5. 维护保养：使用完毕后需要对设备进行清洁和维护保养，以延长使 用寿命。 四、注意事项 1. 操作时需佩戴防护眼镜等安全装备，避免直接观察激光束。

2. 焊接时必须确保工件表面干净无油污等杂质，否则会影响焊接质量。 3. 焊接时应注意激光束的聚焦点和焊接速度，以确保焊接质量。 4. 激光焊机具有高能量密度，操作时需遵守相关安全规定，避免发生 安全事故。 5. 使用完毕后需要对设备进行清洁和维护保养，以延长使用寿命。

激光焊接 原理

激光焊接原理 激光焊接是一种高效、精确的焊接方法，它利用激光束的能量将金属材料加热至熔化点以上，然后通过熔融池冷却凝固，从而实现金属材料的连接。激光焊接具有独特的原理和优势，被广泛应用于各个领域。 激光焊接的原理可以简单概括为：通过激光器产生的高能量激光束，经过透镜聚焦后，集中到焊接区域，使金属材料局部加热，产生高温和高能量密度，使焊接接头区域达到熔化点以上的温度，然后快速冷却凝固。在焊接过程中，激光束的能量被吸收并转化为热能，使金属材料表面迅速升温，形成熔融池。通过控制激光束的功率、焦点位置和扫描速度等参数，可以实现对焊接过程的精确控制，从而达到理想的焊接效果。 激光焊接相比传统的焊接方法有许多优势。首先，激光焊接的热影响区域小，热变形小，能够实现高精度的焊接。其次，激光焊接速度快，生产效率高，适用于大批量生产。此外，激光焊接可以焊接各种金属材料，包括高反射性和高导热性的材料，如铝合金和铜合金。激光焊接还可以实现非接触焊接，减少了金属材料的污染和损坏。 激光焊接的应用十分广泛。在汽车制造业中，激光焊接被用于焊接车身和发动机等部件，达到高强度和高密封性的要求。在电子行业

中，激光焊接被用于焊接微小的电子元件，实现高精度和高可靠性的连接。在航空航天领域，激光焊接可用于焊接航空发动机的涡轮叶片和燃烧室等部件，提高飞机的性能和安全性。此外，激光焊接还被广泛应用于医疗器械、光电子器件、通信设备等领域。 然而，激光焊接也存在一些挑战和限制。首先，激光焊接设备的成本较高，需要专业的操作技术和维护人员。其次，激光焊接对工件的表面质量和几何形状要求较高，不适用于一些复杂形状的焊接。此外，激光焊接过程中产生的高能量激光束会产生辐射和烟尘，对操作人员的安全和健康构成一定威胁。因此，在激光焊接过程中需要采取相应的安全措施，如戴防护眼镜和呼吸器等。 激光焊接是一种高效、精确的焊接方法，具有许多优势和广泛的应用前景。随着激光技术的不断发展和创新，激光焊接将在更多领域发挥重要作用，为工业制造和科学研究带来更多的机遇和挑战。

激光焊接 原理

激光焊接原理 激光焊接原理 激光焊接是一种高精度、高效率的焊接方法，广泛应用于工业制造领域。其原理是利用激光束的高能量密度和聚焦性，将材料加热至熔化点，使其发生熔合。下面将详细介绍激光焊接的原理及其应用。 一、激光焊接的原理 1. 激光的特性 激光是一种具有高度聚焦性和单色性的光束，其能量密度高，可在短时间内提供足够的热量使材料熔化。激光的单色性使其具有较小的光斑直径，从而实现高精度的焊接。 2. 热传导与熔池形成 激光束照射到工件表面后，被吸收的能量迅速转化为热能，使工件表面局部区域升温。热能通过热传导向周围区域传递，使材料迅速达到熔点。同时，激光束的高能量密度使熔化的材料形成一个熔池，通过熔池的流动和混合，实现焊接。 3. 激光焊接的方式 激光焊接可分为传导式焊接和深熔焊接两种方式。传导式焊接是指激光束透过工件表面，照射到焊缝上方，热量通过热传导实现焊接。

深熔焊接是指激光束直接照射到焊缝上，使其瞬间加热至熔化点，形成深熔池，然后通过熔池的流动实现焊接。 二、激光焊接的应用 1. 金属焊接 激光焊接广泛应用于金属焊接领域，如汽车制造、航空航天、电子设备制造等。激光焊接具有热影响区小、焊缝质量高、焊接速度快等优点，能够满足高精度、高强度的金属焊接需求。 2. 塑料焊接 激光焊接也可用于塑料焊接。塑料焊接通常采用透明塑料，激光束透过塑料表面照射到焊接区域，使其迅速加热至熔化点，然后通过熔池的混合实现焊接。激光焊接可实现高强度的塑料焊接，广泛应用于光学器件、医疗器械等领域。 3. 精密焊接 激光焊接由于其高度聚焦性和高能量密度，可实现微小尺寸的焊接。这使得激光焊接成为精密器件的理想焊接方法，如电子器件、微电子封装等领域。 4. 自动化焊接

激光焊接原理

激光焊接的原理、优缺点及工艺参数 激光焊接的原理 激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池。它是一种新型的焊接方式，激光焊接主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理，焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化。 焊接特性 属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上。 激光束可由平面光学元件（如镜子）导引，随后再以反射聚焦元件或镜片将光束投射在焊缝上。 激光焊接属非接触式焊接，作业过程不需加压，但需使用惰性气体以防熔池氧化，填料金属偶有使用。 激光焊可以与MIG焊组成激光MIG复合焊，实现大熔深焊接，同时热输入量比MIG焊大为减小。 激光焊接的主要优点 （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。

激光焊接的原理

激光焊接的原理 激光焊接是一种新型的焊接技术。它利用一束强烈的激光，在目标电路板上给指定的元器件或元件上安装焊盘，然后将元件与电路板固定在一起，从而使电路设计和安装更快捷。激光焊接与传统的焊接技术相比，有许多优势，包括低安装成本、高可靠性、更高的可靠性和安全性。激光焊接的主要原理是以激光热量源来代替电子源，以激光热量来源来引发材料的液化和熔合凝固，从而形成一个密封的连接。 激光焊接技术的原理是：将一束强烈的激光线束精确地定位到合适的焊点上，当激光直接照射到焊点上，激光能量被物体吸收，焊点的温度会飞快地升高，从而引起熔化，形成一个完整的密封连接。激光焊接技术优于传统焊接技术，其原因有以下几点： 首先，激光焊接技术不需要受热的焊条，而是直接利用激光的能量来完成焊接工作，因此可以节省焊条；其次，激光焊接技术比传统焊接技术更精确、更稳定，因此可以提高产品质量；第三，激光焊接技术需要更少的人工参与，而且操作简单，可以节省人工成本；最后，激光焊接技术可以更快速地完成焊接，因此可以提高生产效率。 焊接工艺的实施需要综合考虑激光特性、熔合材料特性和熔接工艺参数。首先，需要考虑激光的特性，包括激光的波长、能量密度和功率。如果激光的能量密度太弱，会导致焊接质量很低，而能量密度过大，又会损伤材料。其次，还需要考虑材料的性质，如表面质量、导电性和熔点等，以确定最佳的焊接参数。同时，要考虑到焊接的工艺参数，包括激光功率、焊接重复次数、焊点尺寸、焊点热量、焊接

速度等等。 激光焊接技术已经被用于宽领域。它可以用于电子元器件的安装，也可以用于连接金属材料，如钢板、铝板等。此外，也可以用于焊接电子封装，如CCGA、PBGA等PCB封装。由于激光焊接技术具有高可 靠性、自动化程度高、低安装成本和更高的可靠性，因此得到了广泛的应用。 由此可见，激光焊接技术的使用具有许多优势，以上是激光焊接技术的原理，它可以提高产品质量，节省成本，提高工作效率。激光焊接技术已经在电子行业得到广泛应用，也越来越受到其他行业的青睐。 总之，激光焊接技术因其高精度、自动化百分比较高、安装成本低、可靠性高等优势而受到广泛的应用，它可以提高产品质量，并节省人工及成本，提高生产效率。

激光焊接原理与主要工艺参数

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。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不稳定焊接过程，导致熔深波动很大。激光深熔焊时，激光功率同时控制熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。一般来说，对一定直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。 2）光束焦斑。光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。但对高功率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。 光束焦点衍射极限光斑尺寸可以根据光衍射理论计算，但由于聚焦透镜像差的存在，实际光斑要比计算值偏大。最简单的实测方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后测量焦斑和穿孔直径。这种方法要通过测量实践，掌握好激光功率大小和光束作用的时间。 3）材料吸收值。材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。 影响材料对激光光束的吸收率的因素包括两个方面：首先是材料的电阻系数，经过对材料抛光表面的吸收率测量发现，材料吸收率与电阻系数的平方根成正比，而电阻系数又随温度而变化；其次，材料的表面状态（或者光洁度）对光束吸收率有较重要影响，从而对焊接效果产生明显作用。

激光焊接机工作原理

激光焊接机工作原理 1.激光发生器 激光发生器是激光焊接机的核心部件，它能够产生一束单色、一致相 位和方向的激光束。激光发生器通常采用固体激光器或气体激光器。其中，固体激光器通过在激活介质中释放能量来产生激光束，气体激光器则在激 光气体中通过放电来产生激光束。 2.激光束控制系统 激光束控制系统是激光焊接机中的另一个重要部件，它能够控制激光 束的大小、方向和焦点位置，从而使其能够精确地照射到焊接接头上。激 光束控制系统通常由准直器、大小系统、扫描控制系统和光束稳定系统等 组成。 3.工件定位系统 工件定位系统是激光焊接机中用于固定并定位待焊接工件的部件。它 能够根据工件的形状和尺寸进行调整，并确保待焊接的接头位于激光焊接 机的焊接范围内。 4.辅助气体系统 辅助气体系统是激光焊接机中用于辅助焊接过程的部件。它能够通过 向焊接接头上方喷射惰性气体，如氩气或氮气，来保护焊接接头不被外界 气体和氧气污染。辅助气体还可以用于吹除接头表面的灰尘和杂质，提供 清洁的焊接环境。 5.焊接监控系统

焊接监控系统是激光焊接机中用于监测和控制焊接过程的部件。它可 以通过对焊接接头的温度、形状、质量和焊接速度等参数进行测量和分析，从而及时发现并修正潜在的焊接缺陷。 6.焊接过程 当激光束穿过激光焊接机的准直器和大小系统后，它将被聚焦到焊接 接头上，产生高温区。在高温区内，接头材料被熔化并与其他接头材料相 融合，形成一个坚固的焊接连接。焊接过程中，辅助气体会从激光焊接机 的喷嘴中喷射出来，保护焊接接头并吹除焊接区域的灰尘和杂质。 总结： 激光焊接机工作原理是通过激光束在焊接接头上产生高温，使接头材 料熔化并连接。它由激光发生器、激光束控制系统、工件定位系统、辅助 气体系统和焊接监控系统等组成。在焊接过程中，激光束被聚焦到焊接接 头上，辅助气体保护接头不受外界气体和氧气污染。焊接监控系统可以实 时监测和控制焊接过程，确保焊接质量达到要求。激光焊接机具有高精度、高效率和低热影响区等特点，广泛应用于金属和非金属材料的焊接领域。

激光点焊原理

激光点焊原理 激光点焊是一种利用激光束对材料进行局部加热，从而实现焊 接的技术。激光点焊具有热输入小、热影响区小、焊接速度快、焊 缝形态好等优点，因此在汽车制造、航空航天、电子器件等领域得 到了广泛的应用。 激光点焊的原理主要包括激光束的生成、聚焦和照射、熔池形 成和凝固等过程。首先，激光器产生的激光束经过准直、聚焦透镜 的作用，最终聚焦到工件表面，形成一个微小的热源，即激光焦斑。激光焦斑的能量密度很高，能够瞬间使工件表面温度升高到熔点以上，形成熔化状态的熔池。随着激光束的移动，熔池也随之移动， 完成焊接过程。最后，熔池冷却凝固，形成焊缝。 激光点焊的原理是基于激光的高能量密度和高聚焦性质。激光 是一种高能量、单色性好、方向性好的光源，其能量密度可达到数 千瓦/平方厘米以上，因此能够瞬间加热工件表面，实现高速、高效 的焊接。同时，激光束经过透镜聚焦后，能够形成微小的焦斑，使 得焊接热影响区非常小，可以实现精细焊接。 除此之外，激光点焊还具有很好的控制性能。激光束的聚焦和

照射可以通过光路系统进行精确控制，实现对焊接过程的精细调节，从而满足不同材料、不同厚度的焊接需求。同时，激光点焊还可以 实现自动化控制，配合机器人等自动化设备，实现大规模、高效率 的生产。 在实际应用中，激光点焊需要考虑材料的选择、激光参数的优化、焊接过程的控制等方面的问题。对于不同材料，其吸收激光能 量的特性不同，需要选择合适的激光波长和功率；激光参数的优化 也需要考虑到焊接速度、焊接深度、焊缝形态等因素；焊接过程的 控制需要考虑到激光束的稳定性、工件表面的清洁度等因素。 总的来说，激光点焊作为一种先进的焊接技术，具有独特的优 势和广阔的应用前景。通过深入理解激光点焊的原理和特性，可以 更好地应用于实际生产中，为推动制造业的发展做出贡献。

激光焊接基本原理讲解

激光焊接基本原理讲解LT

2、脉冲激光焊接的机理 传热溶化焊接是指当激光束照射到材料的表面上时,材料吸收光能而加热熔化。材料表面层的热以传导方式 继续向材料深处传递,直至将两个待焊件的接触面互溶并焊接在一起。 深穿入熔化焊接是指当更大功率密度的激光束照射到材料上时,材料被加工熔化以至气化,产生较大的蒸汽 压,在蒸汽的压力的作用下,溶化金属被挤在周围使照射处 (熔池 呈现出一个凹坑,随着激光束的继续照射,凹 坑越来越深,并穿入到另一个工件中。激光停止照射后,被排挤在凹坑周围的溶化金属重新流回到凹坑里,凝固后将工件焊接在一起。 这两种激光焊接机理,与功率密度、照射时间、材料性质、焊接方式等因素有关。当功率密度较低、照射时 间较长而焊件较薄时,通常以传热溶化机理为主进行。反之,则是以深穿入熔化机理为主进行 激光焊接技术应用 引言 激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。 70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接, 焊接过程属于热传导型, 即激光辐射加热工件表面, 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、 峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法,随着高功率 CO2和高功率的 YAG 激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束 物镜等的研制成功,使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。目前的研究主要集中于 C02激光和 YAG

激光焊接各种金属材料时的理论, 包括激光诱发的等离子体的分光、 吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、复合焊接、激光焊接现象及小孔行为、焊接缺陷发生机理与防止方法 等,并对镍基耐热合金、铝合金及镁合金的焊接性,焊接现象建模与数值模拟,钢铁材料、铜、铝合金与异种材料的连接,激光接头性能评价等方面做了一定的研究。 一、激光焊接的质量与特点 激光焊接原理:激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面,通过激光与金属的相互作用,金属吸收激光 转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。激光焊接的机理有两种: 1、热传导焊接 当激光照射在材料表面时,一部分激光被反射,一部分被材料吸收,将光能转化为热能而加热熔化,材料表 面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递,最后将两焊件熔接在一起。 2、激光深熔焊 当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时,材料吸收光能转化为热能,材料被加热熔化至汽化,产生大 量的金属蒸汽,在蒸汽退出表面时产生的反作用力下,使熔化的金属液体向四周排挤,形成凹坑,随着激光的继 续照射,凹坑穿人更深,当激光停止照射后,凹坑周边的熔液回流,冷却凝固后将两焊件焊接在—起。 这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择, 通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机 理。这两种方式最基本的区别在于:前者熔池表面保持封闭,而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对系统的 扰动较小,因为激光束的辐射没有穿透被焊材料,所以,在传导焊过程中焊缝不易被气

激光焊接塑料原理

激光焊接塑料原理 激光焊接是一种高效、精确的塑料焊接技术，它利用激光束的热能来将塑料材料熔接在一起。激光焊接塑料的原理可以分为吸收和传导两个过程。 激光束照射到塑料表面时，塑料会吸收激光的能量。激光束的能量主要被吸收在材料的表面层，通过吸收能量，塑料表面层的温度迅速升高。当温度超过塑料的熔点时，塑料开始熔化。 熔化的塑料会通过传导热量的方式将能量传递到焊接接头的相邻部分。传导过程中，塑料的熔点附近的分子开始振动，将能量传递给周围的分子。这样一来，焊接接头的相邻部分也会被加热并开始熔化。 在激光束停止照射后，焊接接头的熔融部分开始冷却固化。冷却过程中，熔融的塑料会重新结晶，并与周围的塑料形成一体化的焊缝。由于激光焊接的热影响区非常小，因此焊接接头周围的塑料几乎没有受到热影响，焊缝的质量较高，接头的强度也较高。 激光焊接塑料的原理中，激光束的特性对焊接结果有重要影响。激光束的功率、聚焦方式、焦点直径和激光束的扫描速度等参数都会影响焊接的质量。较高的功率可以提供足够的能量来使塑料熔化，但过高的功率可能导致熔融池过深或产生过多的气泡。适当的聚焦

方式和焦点直径可以使激光束的能量集中在焊接接头上，从而提高焊接的精确度和效率。而激光束的扫描速度则会影响焊接接头的形状和质量。 塑料的种类也会影响激光焊接的效果。不同种类的塑料对激光的吸收率和熔点都有所不同，因此需要根据具体材料的特性来选择合适的激光参数和焊接条件。同时，塑料的热导率也会影响焊接过程中热量的传导速度，进而影响焊接接头的形成和质量。 激光焊接塑料具有许多优点。首先，激光焊接的热影响区非常小，可以避免或减少塑料的变形和损伤。其次，激光焊接速度快，可以实现高效的生产。此外，激光焊接可以实现无接触焊接，避免了传统焊接方法中可能引入的外部杂质。最后，激光焊接具有较高的焊接强度和密封性，适用于多种塑料材料的焊接。 总结起来，激光焊接塑料的原理是利用激光束的热能来实现塑料材料的熔接。通过激光束的吸收和传导过程，将塑料材料熔化并与周围的塑料形成一体化的焊缝。激光焊接塑料具有高效、精确、无损、无接触等优点，是一种广泛应用于塑料焊接领域的先进技术。

激光焊接原理

激光焊接原理 激光焊接是激光与非透明物质相互作用的过程，这个过程表现为反射、吸收、加热、熔化、气化等现象。 (I)光的反射及吸收光束照在清洁磨光的金属表面时，都存在着强烈的反射。金属对光束的反射能力与它所含的自由电子密度有关，自由电子密度越大，即电导率越大，反射本领越强。对同一种金属与入射光的波长有关。波长较长的红外线，主要与金属中的自由电子发生作用，而波长较短的可见光和紫外光除与自由子作用外，还与金属中的束缚电子发生作用，而束缚电子与照射光用的结果则使反射率降低。总之，对于同一金属，波长越短，反射率越低，吸收率越高 (2)材料的加热一旦激光光子入射到金属晶体，光子即与电子发生非弹性碰撞，光子将能量传递给电子，使电子由原来的低能级跃到高能级。与此同时，金属内部的电子问也在不断相互碰撞。每个电子两次碰撞间的平均时间间隔为 10-13 s的数量级，因此吸收了光子而处于高能级的电子将在与其他电子的碰撞以及晶格的相互作用中进行能量的传递，光子的能量最

终转化为晶格的热振动能，引起材料温升高，改变材料表面及内部温度。 (3)材料的熔化及气化激光焊接时材料达到熔点所需 时间为微秒级；脉冲激光焊接时，当材料表面吸收的功率密度为105 W/cm2时，达到沸点的典型时间为几毫秒；当功率密度大于106 W/cm2时，被焊材料会产生急剧的蒸发，在连续激光深熔焊接时，正是由于蒸发存在，蒸气压力和蒸气反作用力等能克服熔化金属表面张力功以及液体金属静压力而形成小孔。小孔类似于黑体，它有助于对光束能量的吸收，显示出“壁聚焦效应”。由于激光束聚焦后不是平行光束，与FL壁间形成一定的入射角，激光束照射到孔壁上后，经多次反向而达到孔底，最终被完全吸收。 (4)激光作用终止，熔化金属凝固焊接过程中，工件和 光束进行相对运动，由于剧烈蒸发产生的强驱动力，使小孔前沿形成的熔化金属沿某一角度得到加速，在小孔的近表面处形成旋涡。小孔后方液体金属由于传热的作用，温度迅速降低，液体金属很快凝固形成焊缝。 光焊接过程还会对焊缝金属产生净化效应、壁聚焦效应和等离