包括拉力、熔深、气密性、裂纹、强度等检测指标。检测手段有拉力计、氦质谱检漏,金相分析、打压等,不同的产品对应不同的质量要求。
热传导型激光焊接的过程:焊件结合部位被激光照射,金属表面吸收光能而使温度升高,热量按照固体材料的热传导理论向金属内部传播扩散。激光脉冲宽度、脉冲能量、重复频率等参数不同,则扩散时间、深度也不相同。
被焊工件结合部位的金属因升温达到熔点而熔化成液体,很快凝固后,两部分金属熔接焊在一起。
激光束作用于金属表面的时间在毫秒量级内,激光与金属之间的相互作用,主要是金属对光的反射、吸收。金属吸收光能之后,局部温度升高,同时通过热传导向金属内部扩散。其传播速度、传播状态可用固体热力学所讲述的热传导方程分析。
热传导型激光焊接,需要控制激光的功率和功率密度,金属吸收光能后,不产生非线性效应和小孔效应。激光直接穿透深度只在微米量级,金属内部升温靠热传导方式进行。激光功率密度一般102~105 W/cm2量级,使被焊接金属表面既能熔化,又不会汽化,从而使焊件熔接在一起。 其特点:激光光斑的功率密度小,很大一部分被金属表面反射,光的吸收率较低,焊接熔深浅,焊接速度慢,主要用于薄(厚度小于1 mm)、小工件的焊接加工。
焊接时通常采用聚焦方式会聚激光,一般选用 63~254mm(2.5" ~10” )焦距的透镜。聚焦光斑大小与焦距成正比,焦距越短,光斑越小。但焦距长短也影响焦深,即焦深随着焦距同步增加,所以短焦距可提高功率密度,但因焦深小,必须精确保持透镜与工件的间距,且熔深也不大。由于受焊接过程中生的“飞溅物和激光模式的影响,实际焊接使用的最短焦深多为焦距126mm(5")。当接缝较大或需要通过加大光斑尺寸来增加焊缝时,可选择254mm(10" )焦距的透镜,在此情况下,为了达到深熔小孔效应,需要更高的激光输出功率(功率密度)。当激光功率超过2kW时,特别是对于10.6um的CO2激光束,由于采用特殊光学材料构成光学系统,为了避免聚焦透镜遭光学破坏的危险,经常选用反射聚焦方法,般采用抛光铜镜作反射镜。 由于能有效冷却,它常被推荐用于高功率激光束聚焦。焦点位置
脉宽由熔深与热影响分区确定,脉宽越长热影响区越大,熔深是随脉宽的1/2次方增加。但脉冲宽度的增大会降低峰值功率,因此增加脉冲宽度一般用于热传导焊接方式,形成的焊缝尺寸宽而浅,尤其适合薄板和厚板的搭接焊。但是,较低的峰值功率会导致多余的热输入。对于每种材料,都有一个可使熔深达到最大的最佳脉冲宽度。钢的最佳脉冲宽度为(5~8) x10¯3S。
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激光切割非金属排除的主要分解物 |
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分解产物 |
材 料 |
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聚酯 | 皮革 | PVC塑料 | 可伐 | Kevlar/Epoxy | |
乙炔 | 0.3~0.9 | 4.0 | 0.1~0.2 | 0.5 | 1.0 |
二氧化碳 | 1.4~4.8 | 8.7 | 0.5~0.6 | 3.7 | 5.0 |
HCI |
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9.7~10.9 |
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氰化物 |
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1.0 | 1.3 |
苯 | 3.0~7.2 | 2.2 | 1.0~1.5 | 4.8 | 1.8 |
二氧化氮 |
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0.6 | 0.5 |
苯乙炔 | 0.2~0.4 |
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0.1 |
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苯乙烯 | 0.1~1.1 | 0.3 | 0.05 | 0.3 |
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甲苯 | 0.3~0.9 | 0.1 | 0.06 | 0.2 | 0.2 |
在激光材料加工中产生的高温与材料作用会产生蒸气雾。尤其在加工有机物或木材等非金属材料时,会产生很多分解物形成烟雾。有些烟雾含有机化学物质,对人体造成危害。故在激光加工系统中除了房间通风设备好以外,更重要的是对激光加工过程中产生的烟雾要及时由排风设备抽走。激光切割非金属排除分解物情况
激光标刻机标刻的特点是:非接触加工,可在任何异型表面标刻,工件不会变形和产生内应力;适合于金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革、纸张等各种材料的标刻;标记清晰、永久、美观,并可有效防伪;具有标刻速度快、运行成本低,无污染等特点,可显著提高被标刻产品的档次。
激光焊接与常规焊接方法相比具有如下特点:
①激光功率密度高,可以对高熔点、难熔金属或两种不同金属材料进行焊接(例如可对钨丝进行有效焊接)。
②聚焦光斑小,加热速度快,作用时间短,热影响区小,热变形可忽略。
③脉冲激光焊接属于非接触焊接,无机械应力和机械形变。
④激光焊接装置容易与计算机联机,能精确定位,实现自动焊接,而且激光可通过玻璃在真空中焊接。
⑤激光焊接可在大气中进行,无环境污染。