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1、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
2、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
3、，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
4、至多个工作站。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 激光焊接的主要缺点（ 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，生产线上不适合使用激光焊接。（ 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
5、器将熔池周围的离子化气体驱除，以确保焊道的再出现。（ 6）能量转换效率太低，通常低于10% 。（ 7）焊道快速凝固，可能有气孔及脆化的顾虑。（ 8）设备昂贵。激光焊接的工艺参数（ 1）功率密度。功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104106W/CM2。（ 2）激光脉冲波形。激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄
6、片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有6098% 的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。（ 3）激光脉冲宽度。脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。（ 4）离焦量对焊接质量的影响。激光焊接通常需要一定的离做文章一，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种：正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。按几何光学理论，当正负离焦平面与焊接平面距离相等时，所对应平
7、面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。实验表明，激光加热50200us材料开始熔化，形成液相金属并出现问分汽化，形成市压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。与此同时，高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。当负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强的熔化、汽化，使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中，当要求熔深较大时，采用负离焦；焊接薄材料时，宜用正离焦。（名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -
8、 - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 超声波焊接原理：超声波塑料焊接原理当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的超声波焊接主要对产品工件大小和材质要求比较高，焊接的产品如充电器，家用电器外壳，电子产品外壳，化妆品盖等振动摩擦焊接主要熔接大型不规则的塑料制品，如汽车进歧系统，洗衣机平衡
9、环，汽车仪表盘，汽车灯，打印机墨盒。热板焊接机主要通过一个由温度控制的加热板来焊接塑料件，焊接的规格尺寸不限的可熔性塑料，焊接产品如汽车水箱，油壶，洗衣机平衡环，塑料周转箱，汽车尾灯，汽车杂物箱手箱套尼龙和PP 的一些产品无锡尼可超声波(盛华磊 )专业为您提供解决各种焊接产品的难题超声波焊接超声波焊是一种快捷，干净，有效的装配工艺，用来装配处理热塑性塑料配件，及一些合成构件的方法。目前被运用于塑胶制品之间的粘结，塑胶制品与金属配件的粘结及其它非塑胶材料之间的粘结. 超声波焊接是通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能
10、及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。适用行业：塑胶、电子、电器、汽车配件、包装、环保、医疗器械、无纺布、玩具、通信器材等行业。它取代了溶剂粘胶,机械固定及其它的粘接工艺 ,是一种先进的装配技术. 超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果 . 超声波的优点1，节能名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -
11、 - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 2，无需装备散烟散热的通风装置3，成本低 ,效率高4，容易实现自动化生产焊接机的工作原理概述超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或 40KHz 的电能高频电能，供应给转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置. 振动通过焊接工作件传给粘合面振动摩擦产生热能使塑胶熔化，振动会在熔融状态物质到达其介面时停止，短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键，整个周期通常是不到
12、一秒种便完成，但是其焊接强度却接近是一块连着的材料. 焊接指的是广义的将两个热塑性塑料产品熔接的过程。当超音停止振动时，固体材料熔化，完成焊接。其接合点强度接近一整块的连生材料，只要产品的接合面设计得匹配，完全密封是绝对没有什么问题的，碟合熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。嵌入将一个金属无件嵌入塑料产品的预留孔内。具有强度高，成型周期短安装快速的优点,类似于模具设计中的嵌件. 弯曲 /生成音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。这种方式的优势在于处理的快速，较小的内压，良好的外观及对材料本性的克服。点 悍点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局
13、部焊接。点焊也能产生一个强有力的粘合构造，尤其适合一些大型配件、有突起的塑料片或浇注的热塑塑料以及那些结构复杂、难以进入接合面的产品。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 剪 切切和封口一些有序与无序的热塑材料的超音波工艺。用这种方法密封的边缘不开裂，且没有毛边、卷边现象。纺织品 /胶片的密封纺织品品及一些胶片的密封也可用到超音波。它可对胶片实行紧压合，还可对纺织品进行整洁的局部剪切与密封。缝合的同时也起到了装饰的作用。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -