在汽車工業(yè)中,焊接是一個關鍵環(huán)節(jié),采用恰當?shù)暮附臃绞骄哂锌梢蕴岣哕嚿砜古鲎材芰Γ档蛙嚿淼闹亓俊⒃燔嚦杀竞陀秃囊约昂喕傃b工序等優(yōu)勢。電阻栓焊是當今最普遍的焊接方式之一,但是專家預言在未來的5~10年中這種方式將被淘汰,而金屬填充保護氣焊也將失去其以往的重要性,與之相反,激光焊接成為熱門話題。對于已被使用數(shù)年的傳統(tǒng)焊接工藝來說,很難再對其工藝過程、焊接速度和質量進行改進;但對于激光拼焊來說,卻有著極大的提升空間。
U'b}%[ aEQrBs 激光焊接
rfdA?X{Q0 mq<:^ 1、過程及必要設施
ZyU/ .Uk OvdBUcp[ 激光(產生于被刺激的輻射放射物的光的放大作用)是一種特殊性質的光,單色并且連貫,因此可以將光集中于要做鋼融解的一個微小斑點上。要創(chuàng)造激光輻射,就需要激光媒介。在將能量從外向內轉入到這個媒介中的同時,可以產生被刺激的分子。在諧振器中這束單色光將在兩個鏡子之間反射,由反射產生出時間和空間凝聚的光子,其中一個部分透明的鏡子能將這條射線反射出這臺諧振器。
:1'1n h Q Att 針對大功率應用的重要激光器有兩種:二氧化碳激光器和釹:釔鋁石榴石激光器。二氧化碳激光器是氣體激光,即為產生出激光輻射所使用的媒介是氣體,刺激過程就是放電過程,二氧化碳激光的波長為10.6mm。釹:釔鋁石榴石激光器是固體激光,激光放射媒介是釹原子在氧化鋁中的點陣。由于激光放射原子的密度比較高, 因此固體激光的大小比氣體激光要小,釹:釔鋁石榴石激光的波長為1064nm,是二氧化碳激光的十分之一。
Mf"(P.GIS ;,/G*`81B 二氧化碳激光是現(xiàn)在比較強有力的激光,但釹:釔鋁石榴石激光的操控系統(tǒng)極具優(yōu)勢。由于二氧化碳激光的波長為10.6mm,所以必須要安裝一個“陡坡”裝置,這就限制了可能的運動方式。而釹:釔鋁石榴石激光的輻射可以用靈活的纖維質光學波導進行引導,因此可以允許激光發(fā)射頭進行自由移動。
6UN{Vjr%` jz'%(6#'gW 2、優(yōu)勢及要求
k"dE?v\cG Yo5ged]i 激光焊接最重要的優(yōu)勢在于能夠將非常高的能量聚焦于一點,激光束打在兩個要焊接部分的邊緣,輸入能量把金屬加熱并將其融化。在激光束作用以后,溶化的材料將迅速冷卻。在這個過程中,有一小部分的數(shù)量將進入被焊接的零件中。在焊接減少熱變形的同時,也減少了輸入的熱能量。減少因熱量影響的變形,并增加對準確性的糾正,可以節(jié)省大量金錢和時間。
t(,2x%{ r+]a 然而,如何提高焊接速度和減少低能量輸入是目前面臨的挑戰(zhàn)。在被供熱的區(qū)域減少低能量輸入雖有它的好處:珠光體、馬氏體和奧氏體接縫結構的復雜鋼型不會大范圍改變結構,這一特點同樣適用于其它鋼,如被限定好碳沉淀的IF鋼;但另一方面也存在一些不足,少量的能量會導致快速冷卻,熱能將被導入冷卻部位。
WVyq$p/V DS|x*w'I 為減少接縫的硬化,小心調整焊接的速度參數(shù)、激光功率、冷卻比率和焦點位置是非常重要的。而為防止金屬進一步硬化,還需采用保護氣體加以保護,如氬氣和氦氣等不會在材料中發(fā)生任何熱反應的氣體。
pdQaVe7tRo ;(g"=9e 激光光束的小光點尺寸引起的另一個問題是切邊質量,如果在兩個零件中間有要進行焊接的接縫,激光束要保證通過材料時不會與其相接觸并將其融化。要避免這點,對零件精確性的要求非常高。目前,使用領域較普遍的是連接兩個零件的長縫,這能夠在越來越多的車身空白處發(fā)現(xiàn)。
f:t5`c. >&Ye(3w& 激光拼焊板
dg N#" kad$Fp39 1.激光拼焊板的優(yōu)勢
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