激光焊接机的工作原理
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激光产生: 激光焊接机的核心部分是激光器。激光器通过激发激光介质(如光纤激光器、CO₂激光器等)产生高强度的激光束。激光的发射过程通常是通过电能或其他形式的能量激发介质(如光纤中的光纤增益介质)产生激光。
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激光传输: 激光通过光纤、反射镜、准直透镜等光学系统进行传输,最终将激光束聚焦到待焊接的工件表面。激光器发出的激光光束是单色的、高度集中的。
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聚焦与照射: 激光束通过焦距调节系统,经过聚焦镜将激光束聚焦成一个非常小的点(一般为0.1~1毫米大小),照射到金属表面。在照射点的金属表面,激光的能量被快速吸收,温度迅速升高,金属局部熔化,形成一个液态金属池。
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焊接过程: 激光的能量集中在非常小的区域,熔化金属后,形成的液态金属池会随着激光的移动而延伸。当激光束移动时,熔化的金属在冷却过程中重新凝固,形成牢固的金属连接,完成焊接。
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焊接后处理: 焊接点的金属经过冷却后,形成坚固的接头。由于激光焊接的过程是在较小的热影响区域内完成的,焊接区通常没有明显的变形,焊接质量较高,接头处的金属性能变化小。
激光焊接的优势:
- 高精度:激光焊接的精度高,尤其适用于微小焊接、精密零部件的制造。
- 热影响区小:由于激光焊接具有高度集中的热源,热影响区较小,周围材料的变形和应力较小,减少了热损伤。
- 焊缝美观:焊接过程中不会产生大量的溶渣和烟雾,焊缝表面光滑,外观好。
- 自动化:激光焊接可以与机器人自动化系统结合,实现高效、大批量的生产。
- 适应多种材料:激光焊接可以应用于各种金属材料,甚至一些高强度和难焊接的材料。
激光焊接机的组成部分:
- 激光器:提供激光束的产生源,常见的有光纤激光器、CO₂激光器等。
- 光学系统:包括反射镜、透镜、准直器等,用于调整激光束的方向和聚焦点。
- 工作台:支撑和定位待焊接工件,确保激光束照射的精确性。
- 控制系统:包括计算机控制和软件,用于调节激光功率、频率、焊接速度等参数,确保焊接过程的稳定性。
- 保护气体系统:通常使用氩气、氮气等保护气体来保护焊接区,避免金属氧化和污染。