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简介
焊接是经常用于连接两个部件(或称为工件)的连接过程。机械加工和铸造工艺不能单独生产所有所需的部件,连接工艺的要求是必不可少的。如果我们定义这个过程,它是基材(工件)和填充材料熔化以完成连接的连接过程。本文将详细讨论激光焊接的类型、工作原理、优点、缺点和注意事项。
定义
激光束焊接是用激光束集中在一点来连接两种材料(主要是金属和热塑性塑料)。它是工业中使用最频繁的连接技术之一,由于工业自动化的发展,它的使用日益增加。在这种类型中,激光束被定向到两个工件之间的腔。由于高温,工件熔化,相互结合,瞬间冷却。与其他常规方法形成的焊缝相比,形成的焊缝是坚固的。
图1:激光束焊接
激光焊接的类型
我们可以根据不同的基础对焊接进行分类,例如,基于自动化水平,填充材料,激光束等。在本文中,我们将在不同的基础上研究不同的类型。
1.基于焊接机理:
基于此,它可以分为两种不同的类型,下面讨论-
(i)热传导焊:
在这个焊接类型,金属被熔化,但没有汽化。激光对功率的要求也较低,最终完成的表面非常光滑。
(ii)小孔焊接:
在这种类型的焊接过程中,两个工件之间的腔体被熔化,激光深入到金属内部,形成具有非常高的温度的等离子体核。这种焊接工艺对功率的要求非常高。
2.根据使用的激光类型:
根据使用的激光器类型,它可以分为三种不同的类型,下面讨论
(i)气体激光器:
这种类型使用混合气体作为激光介质。这些元素包括氮、氦和二氧化二碳。
(ii)固态激光器:
该激光器采用固体化合物作为激光介质,包括人造红宝石晶体、钇铝石榴石中的钕等。
(iii)光纤激光器:
采用光纤作为激光介质。它们用于机器人工业焊接。
3.基于激光束传输:
根据激光光束输送的类型,它分为两种不同的类型,分别是-
(i)传统类型:
在这种类型中,激光输出沿着一条缝移动。它是在编码机器人的帮助下完成的。
(二)遥控式:
在这种类型中,激光输出在激光扫描的帮助下检测接缝,不需要机器人来做同样的事情。
3.主要部件及其功能
这种类型的焊接不同于其他类型的常规焊接。它与各种计算机集成来执行任务。以下列表包含了所使用的主要组件及其功能:
(i).电源:
在机器的两端需要一个高电压源来产生高度集中的激光束
(ii).激光机:
它由各种元件组成,在提供足够的电压差时产生激光。
(3)。凸轮:
它代表计算机辅助制造。它定义了代码(主要是G代码和M代码)来控制焊机运动的方向和速度,以指导给定位置的焊接。
(iv)。计算机辅助设计
它代表计算机辅助设计,通过在软件中设计工件和过程来可视化。
(v).保护气体:
保护气体用于防止工件在如此高温下氧化。
还读:
4.激光焊接工作
为了简单地学习《工作》,我们将其分为不同的步骤,具体步骤如下:
1.机器位置:
在各种控制器的帮助下,焊机位于要进行连接过程的点上。这是使用CAM代码执行的,它将它带到所需的位置。
2.激光束的制作:
最后施加的电压差在激光机上产生一个闪光,它发射光子(高能量)。发射的光子撞击激光束介质(气体激光器、固体激光器和光纤激光器),产生高能量电子,倍增并产生高度集中的激光束。
3.凸轮控制:
在激光束生产后,凸轮代码将激光焊接机移动到所需的位置,并开始焊接接头。
4.接头的熔化和凝固:
定向激光束与关节一起加热和熔化金属到其核心。熔化的金属彼此形成连接,并突然冷却。固化的部分是焊缝,比其他焊接工艺产生的焊缝坚固得多。
想知道更多关于激光焊接的工作原理吗?观看视频:
6.优点和缺点:
激光束焊接是一种先进的焊接工艺,适用于向完全自动化方向发展的工业。这种类型的焊接工艺有一些优点和缺点,具体讨论如下:
优点:
- 这是一个全自动的过程,导致了工业生产率的提高。
- 焊接接头形式比其他常规焊接工艺更牢固。
- CAM代码可以使用特定的工艺参数轻松控制工艺。
- 金属的加热仅限于焊缝周围非常小的区域,不影响其他区域。
- 不需要真空。
- 焊接时工件变形小。
缺点:
- 整个安装的初始成本非常高。
- 需要熟练的工人来控制激光焊接机。
- Process的效率非常低,不到10%。
- 由于加热过程后快速冷却,会在材料中产生断裂。
7.激光焊接的未来:
激光束焊接是现代焊接技术之一,完美地满足了当前的工业要求。工业正朝着完全自动化的方向发展,CAD和CAM也在日益增多。激光束焊接是完全符合给定标准的工艺之一。它可以很容易地通过CAM代码和控制器进行控制,并可以在CAD软件中进行可视化设计。在不久的将来,我们将经常看到这些类型的焊接技术主导其他类型的焊接。目前,工业正在使用其他类型的焊接工艺,但这是最常用的,并将在未来。
常见问题:
Q1:什么是焊接缝?
答:焊接中的路径或剖面称为焊缝。它可以作为一个单独的焊接过程来处理,这是一种电阻焊。
使用这种焊接工艺的自动化程度如何?
答:激光焊接适用于自动化程度高的行业。因此,它可以用于完全自动化的行业,也可以用于使用手动技术的行业。
Q3:在使用这种焊接时,有哪些建议的预防措施?
答:一些预防措施包括,使用PPE(个人防护装备),不要直接看到产生的激光,不要徒手触摸新焊接的表面。