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光纤激光焊接机,连接多种金属部件的焊接技术
发布时间:2020-11-02 09:47:29    点击次数:1184次   
激光焊接是一种用于连接多种金属部件的焊接技术。
激光产生高强度的光束,集中在一个点上。
这种集中热源可实现精细,深度焊接和高速焊接。
传统的激光焊接技术,如连续波CO2激光焊接,在精度上存在局限性,对焊接的热输入要求不高。
另一方面,传统的脉冲Nd:YAG激光机在*大焊接速度、可实现的*小光斑尺寸以及能够实现的光电能量转换效率方面存在局限性。
越来越多的应用要求更高的精度控制,更低的热量输入和更低的电能消耗,连续波光纤激光焊接机提供这些功能。


在光纤激光器中,激光在有源光纤中产生,并通过柔性传输光纤(可以说是光导)引导至工件。
这种激光束的交付灵活性对于许多形式的材料加工如激光切割机,激光焊接机,激光打标机和激光雕刻机而言是一个重要特征。


连续波与脉冲波进行金属焊接

光纤激光器有两种能量输送方式:连续式和脉冲式。
顾名思义,连续波(CW)激光器提供连续输出,不会中断。
该输出在接通时可以具有上坡(软启动),在有效时为能量调制,在关闭时可以具有下坡(火山填充器)。
当然,这种类型的激光器也可以打开和关闭以产生脉冲。
但*大功率水平决不能超过平均功率。


与此相反,脉冲光纤激光器提供的脉冲能量通常比其平均功率高十到二十倍。
例如,激光器可以具有300W的平均功率和6000W的峰值功率。
这些激光器通常被称为准连续波(QCW)光纤激光器。


激光焊接非常小的部件和精细结构

*小部件的焊接可以用低功率光纤激光器完成,通常在100至200W的平均功率。
由于它们的特点,这些非常适合这种类型的焊接:

1、纤芯直径很小。
低功率级别和高光束质量允许功率高达500W,可发射信息10或20微米的内核。
这导致焊点尺寸非常小

2、出色的功率稳定性。
光纤激光器将稳定在功率水平的10%左右。
作为一个例子,200W激光器将稳定到20W功率。
当结合1ms脉冲长度时,可以实现20mJ的焊接脉冲能量。
这对于精密金属焊接中可以找到好的焊缝来说是足够的。


典型的应用实例是支架,小型医用网,压力传感器用薄膜等。
典型材料为50微米镍钛诺线,10至50微米铂线圈线,10微米不锈钢箔等。


中等功率细金属高速焊接

500到1200W光纤激光器和纤芯直径为100到300微米的光纤激光器通常取代脉冲YAG和盘式激光器用于精密金属焊接。
在这个范围内,光纤激光器将在相同的投资水平下提供更多的焊接速度,有时是焊接速度的十倍。
作为指示,500W光纤激光器将在低碳钢中以1厘米/秒的速度产生1毫米深和1毫米宽的焊缝。
如果应用适合这种类型的焊接,那幺这款激光器的性价比很难超过。


光纤激光焊接铜到钢中功率用单模激光进行细金属焊接

一种特殊类型的焊接是使用直径很小的光纤,20微米或更小的激光器,功率范围可达500W。
由于这个小直径,将达到非常高的能量密度。
这导致了钥匙孔焊接。


这种焊接通常与扫描器头相连,这样可以使激光束的速度非常快。
激光束可以以直线或圆形或摆动的方式移动,以实现更宽的焊接光束。


金属的高功率激光焊接

在1000到5000W的功率范围内,光纤激光器可以高速焊接较重的金属连接。
应用范围可以是多样的,如用于厨房台面的不锈钢板,用于平板液晶电视的镀锌钢背板,用于电动机定子的薄钢板,如涡轮增压器废气门,不锈钢波纹管,铜线,电池接头等结构部件厚度可达5毫米,可以达到50厘米/秒的速度。
这种功率范围内的光纤激光器更多地取代了其他焊接工艺,如电阻焊(点焊),TIG焊接,MIG焊接,电子束焊接等。
对于这些功率级别的激光器,焊接速度通常是有限的移动系统或部件的速度以及将部件送入系统。
在未来几年,预计这些激光器的功率将每年增加20-30%,更多和更传统的焊接工艺将被激光焊接取代。


光纤激光焊接机应用

汽车、电子和太阳能电池,IT和多媒体,医疗,航空航天和国防工业等使用光纤激光焊接作为一项关键技术来焊接各种应用。
典型的光纤激光焊接实例包括传感器,雷达组件,电池外壳,薄膜电池导体,起搏器外壳,胰岛素泵外壳等。




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