激光焊修复方法
激光焊修复是一种利用激光的高功率和聚焦性,将激光束聚焦在需要修复的工件表面,使工件局部熔化并形成熔池,然后通过凝固形成焊缝,从而修复被损坏或磨损的工件的方法。
原理:
激光焊修复利用激光的高功率和可控性,使其能精确聚焦在工件的修复区域。当激光束照射到工件表面后,会产生局部的高温,使工件表面熔化形成熔池。熔池中的金属液会被周围的固体金属所包围,并随着激光的移动而凝固,形成焊缝。
优点:
高精度:激光束可以精确地聚焦在需要修复的区域,实现精细的焊缝修复。
高效率:激光焊接速度快,效率高。
无接触:激光焊接无需接触工件,不会产生机械应力,不会影响工件的精度和形状。
低变形:激光焊接热影响区小,不会产生较大的变形。
适用性广:激光焊修复适用于各种金属材料,包括钢铁、铝合金、钛合金等。
步骤:
1. 工件准备:清洁工件表面,去除污垢和油污。
2. 定位和聚焦:使用激光焊接机将激光束聚焦在需要修复的区域。
3. 焊接:移动激光束,沿着修复区域进行焊接,形成熔池。
4. 凝固:熔池冷却凝固,形成焊缝。
5. 后处理:必要时,对焊缝进行后处理,如打磨、抛光等。
应用:
激光焊修复广泛应用于航空航天、汽车、模具、医疗、电子等领域,用于修复以下类型的问题:
裂纹
孔洞
磨损
划痕
变形
激光焊铝参数优化
1. 激光功率
铝合金的激光焊接通常使用连续激光源,如光纤激光或二氧化碳激光。
功率范围: W
对于薄板焊接,较低的功率(200600 W)即可;对于厚板焊接,需要更高的功率( W)。
2. 激光束模
铝合金的激光焊接通常使用单模光纤激光。
光束直径:50200 μm
较小的光束直径可获得更高的功率密度,导致更窄的焊缝和更深的熔深。
3. 焊接速度
焊接速度范围:0.12 m/min
薄板焊接可以使用较高的焊接速度(0.52 m/min),而厚板焊接需要较低的焊接速度(0.10.5 m/min)。
4. 聚焦位置
焦点位置应位于金属表面上方或略低于表面。
聚焦过低会导致孔洞,而聚焦过高会导致熔合不足。
5. 保护气体
为了防止氧化,焊接过程中需要使用惰性保护气体,如氩气。
流量:520 L/min
6. 焊缝搭接
对于板 толщиной толщиной >1 mm,通常需要焊缝搭接。
搭接量:0.20.5 mm
7. 脉冲调制
脉冲调制激光焊接可提高焊缝质量和减少热输入。
脉冲宽度:0.11 ms
脉冲频率:10100 Hz
占空比:1090%
优化过程
1. 从推荐的参数范围开始。
2. 根据需要调整参数,如功率、焊接速度或焦点位置。
3. 观察焊缝质量并进行必要的调整。
4. 优化目标应是实现高强度、窄焊缝、无缺陷的焊缝。
提示
使用高纯度的铝合金。
确保工件表面清洁。
使用适当的夹具保持工件稳定。
定期校准激光系统。
激光焊接机可焊接的材料包括:
黑色金属:
钢铁(低碳钢、中碳钢、高碳钢)
铸铁
不锈钢
有色金属:
铝合金
铜合金
钛合金
镍合金
其他材料:
塑料
陶瓷
玻璃
复合材料
可焊接的材料厚度:
激光焊接机的焊接厚度范围取决于激光器的功率、材料类型和焊接工艺参数。通常来说,激光焊接机的可焊接厚度范围为:
薄板(<1mm)
中板(16mm)
厚板(>6mm)
不能焊接的材料:
激光焊接机不能焊接以下材料:
熔点极高的材料(如钨、钼)
容易氧化的材料(如镁、锌)
具有高反射率的材料(如银、金)
可以