激光焊接头是激光雕刻中最实用的激光头

2019-07-29 14:12:30 金晓


激光头雕刻是激光系统最常见的应用。根据激光束与材料相互作用的机理,激光头加工大致可分为两类:激光头热处理和光化学反应加工。激光头热处理是指利用投射到材料表面的激光束产生的热效应来完成加工,包括激光焊接头焊接、激光头雕刻和切割头切割、表面改性、激光头打标、激光头钻孔和微加工;光化学反应处理是指将激光束照射到物体上,高密度激光头高能光子用来启动或控制光化学反应过程。包括光化学沉积、立体平版印刷、激光头雕刻蚀刻等。

激光头加工利用光能聚焦在透镜上,在焦点处获得高能量密度,这是通过光热效应加工的。激光头加工不需要工具,加工速度快,表面变形小,可以加工多种材料。激光束用于对材料进行各种处理,例如冲压、切割、切割、焊接、热处理等。一些亚稳态物质在外部光子的激发下吸收光能,因此高能原子的数量大于低能原子的数量——粒子的数量相反。如果有光束,光子能量等于两者之差,然后产生受激辐射并输出大量光能。


激光焊接头


与其他加工技术相比,激光头加工有其独特的特点和优势。其主要特点是:

1. 非接触处理。

激光头激光属于非接触加工,无刀具切削,切边无机械应力,无刀具磨损和更换、拆装问题,可缩短加工时间;焊接不需要焊接和填充材料,还需要深熔焊接净化。效果是焊缝杂质含量低,纯度高。对于高速焊接和高速切割,聚焦激光束具有每平方厘米106至1012瓦的高功率密度。利用光的惯性,它可以在高速焊接或切割过程中停止并快速启动。

2. 加工材料的热影响区很小。

被激光束照射的物体表面是局部区域。尽管被处理部分的温度高并且产生的热量大,但是处理期间的移动速度快,受热量影响的面积小,并且几乎没有未被照射的部分。影响。在实际的热处理、切割和焊接过程中,工件基本上没有变形。正是激光加工的这一特点成功地应用于局部热处理和管子焊接。

3. 灵活的处理。

激光束易于聚焦、发散和定向,并且易于获得不同的光斑尺寸和功率以适应不同的加工要求。通过调整外部光路系统来调整光束的方向,它与数控机床和机器人相连接,形成各种可以加工复杂工件的加工系统。激光头加工不受电磁干扰,可以在大气中加工。

4. 微区处理是可能的。

激光束不仅可以聚焦,而且可以聚焦到波长级光斑,因此小的高能光斑可以用于微区处理。

5. 密封容器中的工件可以通过透明介质进行加工

6. 加工高硬度、高脆性和高熔点的金属和非金属材料。


激光焊接头ND36


焊接头器人激光头加工原理


一、激光头加工技术

它是一种切割、焊接、表面处理、冲压、微机械加工等技术。材料(包括金属和非金属)是利用激光束和物质之间相互作用的特性制造的。激光头加工作为一种先进的制造技术,已经广泛应用于汽车、电子、电气、航空航天、冶金、机械制造等工业领域。提高产品质量和劳动生产率、自动化、无污染和降低材料消耗越来越重要。


激光焊接头ND60


二、焊接头器人的激光头加工

焊接机器人的激光头加工是一种加工方法,它使用聚焦激光束作为热源轰击工件,熔化金属或非金属工件,形成小孔,切口,连接,包层等。激光头加工本质上是一个相互作用的过程。激光器。和不透明的物质。在显微镜下,它是一个量子过程。在宏观上,它被反射,吸收,加热,熔化和蒸发。

在具有不同功率密度的激光束的照射下,材料的表面区域发生了各种变化,包括表面温度升高,熔化,气化,孔隙的形成和光致等离子体的产生。

1. 个激光功率密度小于数量级

当激光功率密度小于数量级时,金属对激光能量的吸收仅导致材料表面温度的增加,但固相保持不变。主要用于表面热处理,相变硬化处理或部分钎焊。当激光头功率密度在数量级内时,产生热传导型加热,材料表面层熔化,主要用于表面重熔,合金化,包覆和热传导型焊接(如板材高 - 速焊和精密点焊等)。

2. 激光头功率密度达到数量级

当激光头功率密度达到数量级时,在激光束照射下,激光头激光热源的中心加热温度达到金属的沸点,形成等离子体蒸气和强气化,并在气化膨胀压力的作用下,液体表面向下凹陷,形成深层融化的毛孔;同时,金属蒸汽在激光束的作用下电离,产生光致等离子体。该阶段主要用于激光束深熔焊接,切割和钻孔。

3. 激光束功率密度大于数量级

当激光束的功率密度大于数量级时,光致等离子体将沿着激光束的入射方向传播,形成等离子体云团,这将导致等离子体对激光器的屏蔽。该阶段仅适用于钻孔,冲击硬化和其他脉冲激光加工。

激光头技术人员使用高功率密度激光束照射工件以熔化和蒸发材料,以进行特殊加工,如冲压,切割和焊接。由于功率低,早期的激光加工主要用于钻小孔和微焊。到20世纪70年代,随着高功率二氧化碳激光器,高重复率钇铝石榴石激光器的出现,以及对激光头加工机理和技术的深入研究,激光头加工技术取得了长足的进步,其应用范围也相应扩大。几千瓦激光加工设备的出现,结合光电跟踪,计算机数字控制,工业焊接机器人等技术,极大地提高了激光头加工的自动化水平和使用功能。

激光头加工设备由四部分组成,即激光,光学系统,机械系统,控制和检测系统。激光输出的高强度激光束通过透镜聚焦在工件上,聚焦时的功率密度可以达到10000摄氏度以上,任何材料都会瞬间熔化和蒸发。激光加工利用这种光能的热效应来焊接,冲压和切割材料。通常用于加工的激光器主要是YAG固态激光器和二氧化碳气体激光器。由于二氧化碳激光器具有结构简单,输出功率范围大,能量转换效率高的优点,可广泛应用于材料的激光头加工。



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