包括拉力、熔深、氣密性、裂紋、強(qiáng)度等檢測指標(biāo)。檢測手段有拉力計(jì)、氦質(zhì)譜檢漏,金相分析、打壓等,不同的產(chǎn)品對應(yīng)不同的質(zhì)量要求。
熱傳導(dǎo)型激光焊接的過程:焊件結(jié)合部位被激光照射,金屬表面吸收光能而使溫度升高,熱量按照固體材料的熱傳導(dǎo)理論向金屬內(nèi)部傳播擴(kuò)散。激光脈沖寬度、脈沖能量、重復(fù)頻率等參數(shù)不同,則擴(kuò)散時(shí)間、深度也不相同。
被焊工件結(jié)合部位的金屬因升溫達(dá)到熔點(diǎn)而熔化成液體,很快凝固后,兩部分金屬熔接焊在一起。
激光束作用于金屬表面的時(shí)間在毫秒量級內(nèi),激光與金屬之間的相互作用,主要是金屬對光的反射、吸收。金屬吸收光能之后,局部溫度升高,同時(shí)通過熱傳導(dǎo)向金屬內(nèi)部擴(kuò)散。其傳播速度、傳播狀態(tài)可用固體熱力學(xué)所講述的熱傳導(dǎo)方程分析。
熱傳導(dǎo)型激光焊接,需要控制激光的功率和功率密度,金屬吸收光能后,不產(chǎn)生非線性效應(yīng)和小孔效應(yīng)。激光直接穿透深度只在微米量級,金屬內(nèi)部升溫靠熱傳導(dǎo)方式進(jìn)行。激光功率密度一般102~105 W/cm2量級,使被焊接金屬表面既能熔化,又不會(huì)汽化,從而使焊件熔接在一起。 其特點(diǎn):激光光斑的功率密度小,很大一部分被金屬表面反射,光的吸收率較低,焊接熔深淺,焊接速度慢,主要用于薄(厚度小于1 mm)、小工件的焊接加工。
焊接時(shí)通常采用聚焦方式會(huì)聚激光,一般選用 63~254mm(2.5" ~10” )焦距的透鏡。聚焦光斑大小與焦距成正比,焦距越短,光斑越小。但焦距長短也影響焦深,即焦深隨著焦距同步增加,所以短焦距可提高功率密度,但因焦深小,必須精確保持透鏡與工件的間距,且熔深也不大。由于受焊接過程中生的“飛濺物和激光模式的影響,實(shí)際焊接使用的最短焦深多為焦距126mm(5")。當(dāng)接縫較大或需要通過加大光斑尺寸來增加焊縫時(shí),可選擇254mm(10" )焦距的透鏡,在此情況下,為了達(dá)到深熔小孔效應(yīng),需要更高的激光輸出功率(功率密度)。當(dāng)激光功率超過2kW時(shí),特別是對于10.6um的CO2激光束,由于采用特殊光學(xué)材料構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng),為了避免聚焦透鏡遭光學(xué)破壞的危險(xiǎn),經(jīng)常選用反射聚焦方法,般采用拋光銅鏡作反射鏡。 由于能有效冷卻,它常被推薦用于高功率激光束聚焦。焦點(diǎn)位置
脈寬由熔深與熱影響分區(qū)確定,脈寬越長熱影響區(qū)越大,熔深是隨脈寬的1/2次方增加。但脈沖寬度的增大會(huì)降低峰值功率,因此增加脈沖寬度一般用于熱傳導(dǎo)焊接方式,形成的焊縫尺寸寬而淺,尤其適合薄板和厚板的搭接焊。但是,較低的峰值功率會(huì)導(dǎo)致多余的熱輸入。對于每種材料,都有一個(gè)可使熔深達(dá)到最大的最佳脈沖寬度。鋼的最佳脈沖寬度為(5~8) x10-ˉ3S。
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激光切割非金屬排除的主要分解物 |
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分解產(chǎn)物 |
材 料 |
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聚酯 | 皮革 | PVC塑料 | 可伐 | Kevlar/Epoxy | |
乙炔 | 0.3~0.9 | 4.0 | 0.1~0.2 | 0.5 | 1.0 |
二氧化碳 | 1.4~4.8 | 8.7 | 0.5~0.6 | 3.7 | 5.0 |
HCI |
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9.7~10.9 |
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氰化物 |
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1.0 | 1.3 |
苯 | 3.0~7.2 | 2.2 | 1.0~1.5 | 4.8 | 1.8 |
二氧化氮 |
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0.6 | 0.5 |
苯乙炔 | 0.2~0.4 |
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0.1 |
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苯乙烯 | 0.1~1.1 | 0.3 | 0.05 | 0.3 |
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甲苯 | 0.3~0.9 | 0.1 | 0.06 | 0.2 | 0.2 |
在激光材料加工中產(chǎn)生的高溫與材料作用會(huì)產(chǎn)生蒸氣霧。尤其在加工有機(jī)物或木材等非金屬材料時(shí),會(huì)產(chǎn)生很多分解物形成煙霧。有些煙霧含有機(jī)化學(xué)物質(zhì),對人體造成危害。故在激光加工系統(tǒng)中除了房間通風(fēng)設(shè)備好以外,更重要的是對激光加工過程中產(chǎn)生的煙霧要及時(shí)由排風(fēng)設(shè)備抽走。激光切割非金屬排除分解物情況
激光標(biāo)刻機(jī)標(biāo)刻的特點(diǎn)是:非接觸加工,可在任何異型表面標(biāo)刻,工件不會(huì)變形和產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力;適合于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革、紙張等各種材料的標(biāo)刻;標(biāo)記清晰、永久、美觀,并可有效防偽;具有標(biāo)刻速度快、運(yùn)行成本低,無污染等特點(diǎn),可顯著提高被標(biāo)刻產(chǎn)品的檔次。
激光焊接與常規(guī)焊接方法相比具有如下特點(diǎn):
①激光功率密度高,可以對高熔點(diǎn)、難熔金屬或兩種不同金屬材料進(jìn)行焊接(例如可對鎢絲進(jìn)行有效焊接)。
②聚焦光斑小,加熱速度快,作用時(shí)間短,熱影響區(qū)小,熱變形可忽略。
③脈沖激光焊接屬于非接觸焊接,無機(jī)械應(yīng)力和機(jī)械形變。
④激光焊接裝置容易與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī),能精確定位,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接,而且激光可通過玻璃在真空中焊接。
⑤激光焊接可在大氣中進(jìn)行,無環(huán)境污染。