一、激光焊裝備的構成

1—激光器  2—光學體系  3—激光加工機  4—輻射參數傳感器  5—工藝介質運送體系

6—工藝參數傳感器  7—節制體系  8—準直用He-Ne激光器  9—工件

（一）激光器

激光器是激光焊裝備中的緊張部門，供給加工所需的光能。對激光器的請求是穩固、靠得住，能歷久失常運轉。為了便于比較，現將緊張的焊接用激光器的特色加以比較，見表2－2。

表2－2  焊接（含切割）用激光器的特色

（二）光學體系

光學體系用以停止光束的傳輸和聚焦。停止直線傳輸時，通道緊張是激光，激光官網，激光焊接機，興錸機焊接廠氛圍，在停止大功率或大能量傳輸時，必需采用屏障免得對人形成迫害。在激光輸出快門關上以前，激光器不對外輸出。在小功率體系中，聚焦多采納透鏡，在大功率體系中一樣平常采納反射聚焦鏡。

（三）激光加工機

加工機用以產生工件與光束間的相對運動。激光加工機的精度對焊接或切割的精度影響很大。

（四）輻射參數傳感器

緊張用于檢測激光器的輸出功率或輸出能量，并經由過程節制體系對功率或能量停止節制。

（五）工藝介質運送體系

焊接時該體系的緊張功效有：

1、運送惰性氣體，掩護焊縫；

2、大功率CO2焊接時，在熔池上方產生蒸汽等離子體，該等離子會對光束產生反射、接收和散射，減小能量利用率，使熔深變淺，這時候，運送恰當的氣體可將焊縫上方的等離子體部門吹走；

3、針對分歧的焊接資料，運送恰當的混雜氣以增長熔深。

（六）工藝參數傳感器

緊張用于檢測加工地區的溫度、工件的外面狀況和等離子體的特征等，以便經由過程節制體系停止必要的調劑。

（七）節制體系

緊張感化是輸出參數并對參數停止及時表現、節制，別的，另有掩護和報警等功效。

（八）準直用He-Ne激光器

一樣平常采納小功率的He-Ne激光器，停止光路的調劑和工件的對中。

以上是激光焊裝備的典范構成，實際上，由于利用場所分歧，加工請求分歧，上述的 8個部門不一定逐一具有，各個部門的功效也有很大差異，在選用裝備時應根據實際環境而定。

二、激光焊裝備選用及技巧參數

在抉擇或購置激光焊裝備時，應根據工件尺寸、外形、材質和裝備的特色、技巧目標、實用規模和經濟效益等綜合斟酌。表2－3列出了部門國產激光焊裝備的緊張技巧參數。

表2－3  部門國產激光焊裝備的緊張技巧參數

微型件、周詳件的焊接可選用小功率焊機，中厚件的焊策應選用功率較大的焊機。點焊可選用脈沖激光焊機，要得到持續焊縫則應選用持續激光焊機或高頻脈沖持續激光焊機。疾速軸流式CO2激光焊機的運轉本錢比較高（因耗費He多），抉擇時應恰當斟酌。別的，還應注意激光焊機能否具有監控掩護等功效。

小功率脈沖激光焊機適合于直徑0.5妹妹如下金屬絲與絲、絲與板（或薄膜）之間的點焊，分外是微米級細絲、箔膜的點焊。脈沖能量和脈沖寬度是決議脈沖激光點焊熔深和焊點強度的癥結。

持續激光焊機分外是高功率持續激光焊機大都是CO2激光焊機，可用于激光，激光官網，激光焊接機，興錸機焊接廠構成持續焊縫和厚板的深熔焊。焊接工藝參數有激光功率、焊接速率、光斑直徑、離焦量、掩護氣體等。焊縫成形緊張由激光功率和焊接速率肯定。

第三節  激光焊的焊接性

一、激光焊的焊縫構成特色

激光熱傳導焊焊縫的特色與一些慣例焊接辦法類似。激光焊的熔池有周期性變更，緊張原因是激光與物資感化進程中的自振蕩效應。這類自振蕩的頻率與激光束的參數、金屬的熱物理機能和金屬蒸氣的動力學特征無關。一樣平常其頻率為102～104Hz，而溫度顛簸的振幅約為（1～5）×102K。

由于自振蕩效應，使熔池中的小孔和金屬的活動征象也產生周期性的變更。當金屬蒸氣和等離子體屏障激光束時，金屬蒸發也削減，作為充斥金屬蒸氣的小孔也會減少，底部就會被液態金屬所添補。一旦消除對激光束的屏障，又從新構成小孔。異樣，液態金屬的活動速率和擾動狀況也會產生周期性變更。

高功率密度的激光可使資料的融化在很短的周期內實現，并以很快的速率凝結，招致焊縫構造與慣例熔焊構造差別較大。激光焊縫的構造細、熱影響區窄，經常含有較多的非均衡構造，相的固溶度平日較高。

由于激光深熔焊的熱輸出是電弧焊的1/3～1/10，是以凝結進程很快。激光，激光官網，激光焊接機，興錸機焊接廠分外是在焊縫的下部，因很窄且散熱環境好，故有很高的冷卻速率，使焊縫內產生細化的等軸晶，晶粒的尺寸為電弧焊的1/3閣下。

熔池的周期性變更，有時會在焊縫中產生兩個特有的征象。第一是氣孔，按它們的巨細而言，也能夠稱為空泛。充斥金屬蒸氣的小孔，由于產生周期性變更，同時融化的金屬又在它的四周從*向后沿活動，加之激光焊時焊縫金屬的冷卻速率較慣例焊接快得多，是以氣體就不易從焊縫中逸出，滯留在焊縫中構成氣孔。第二是焊縫根部熔深的周期性變更，這與小孔的周期性變更無關，是由激光深熔焊自振蕩征象的物理本色所決議的。

從焊縫的縱剖面來看，由于熔池中融化金屬從前部向后部活動的周期變更，使焊縫構成層狀構造。由于周期變更的頻率很高，以是層間間隔很小。這些因素和激光的污染感化，都有利于進步焊縫的力學機能和抗裂性。

二、金屬的激光焊接性

所有可以用慣例辦法停止焊接的資料或具有冶金相容性的資料都可以激光，激光官網，激光焊接機，興錸機焊接廠采納激光焊接，一些用慣例辦法難焊的資料，也能夠采納激光焊接。這是由于激光焊討論具有良好的抗熱裂才能和抗冷裂才能，這些機能是一些慣例焊接辦法所不克不及比較的。

（一）抗熱裂才能

CO2激光焊與鎢極氬弧焊（TIG）比較，焊接低合金高強度鋼時，熱裂紋敏感性較低。激光焊固然有較高的焊接速率，但其熱裂紋敏感性卻低于TIG焊。這是由于激光焊焊縫構造晶粒較細，可有用避免熱裂紋的產生。假如焊接參數抉擇欠妥，也會產生熱裂紋。熱裂紋產生的同時也會促使冷裂紋構成和擴大。

（二）抗冷裂才能

冷裂紋的評定目標是24h在試樣中心不產生裂紋所加的較大載荷產生的應力，即臨界應力（σcr）。對付低合金高強度鋼，激光焊的臨界應力σcr大于TIG焊，這就是說激光焊的抗冷裂紋才能大激光，激光官網，激光焊接機，興錸機焊接廠于TIG焊。焊接低碳鋼時，這兩種焊接辦法的臨界應力σcr險些雷同。

焊接含碳量較高的35鋼，激光焊與TIG焊比較，有較大的冷裂紋敏感性。35鋼的原始構造是珠光體，由于TIG焊焊接速率慢，熱輸出大，冷卻進程中奧氏體產生低溫改變，焊縫和熱影響區的構造大都為珠光體。激光焊的冷卻速率較快，焊縫和熱影響區是典范的奧氏體低溫改變產品馬氏體。由于含碳量高，所構成的馬氏體有很高的硬度（650HV)，具有較高的構造改變應力，冷裂紋敏感性高。

合金結構鋼12Cr2Ni4A停止TIG焊時，焊縫和熱影響區構造為馬氏體＋貝氏體，而激光焊時，構造是低碳馬氏體，二者的顯微硬度相稱，但激光焊時的晶粒卻細得多。高的焊接速率和較小的熱輸出，使激光焊用于合金結構鋼時，可得到綜合機能（分外是抗冷裂機能）良好的低碳細晶粒馬氏體，討論具有較好的抗冷裂紋才能。

激光焊冷卻速率快，招致含碳量高的資料產生硬度高、含碳量高的片狀或板條狀馬氏體，是冷裂紋敏感性大的緊張原因。若討論計劃欠妥而形成應力會合，也會促使焊接冷裂紋的構成。

（三）殘存應力及變形

CO2激光焊加熱光斑小，熱輸出小，使得焊接討論的殘存應力和變形比慣例焊接辦法小得多。激光焊雖有較陡的溫度梯度，但焊縫中較大殘存拉應力仍舊要比TIG焊時略小一些，并且激光焊工藝參數的變更險些不影響較大殘存拉應力的幅值。激光，激光官網，激光焊接機，興錸機焊接廠

由于激光焊加熱地區小，拉伸塑性變形區小，是以較大殘存壓應力比TIG焊削減40％～70％。這對付薄板的焊接非分特別緊張，由于用TIG焊焊接薄板時，經常由于殘存應力的存在而產生海浪變形，并且這類變形很難打消。但用激光焊焊接薄板時，變形大大減小，一樣平常不會產生海浪變形。激光焊殘存應力和變形小，使它成為一種周詳的焊接辦法。

（四）打擊韌性

研討Hy-130鋼激光焊焊接討論的打擊機能中發明，激光焊討論的打擊接收功大于母材金屬的打擊接收功，見表2－4。進一步研討發明，Hy-130鋼CO2激光焊討論打擊接收功進步的緊張原因之一是焊縫金屬的污染效應。激光，激光官網，激光焊接機，興錸機焊接廠

表2－4  Hy-130鋼激光焊討論的打擊接收功