淺談激光焊接技術(shù)的種類與特點(diǎn)分析
日期：2024/11/15 1:18:44 作者：華馳激光 閱讀數(shù)：410現(xiàn)如今科技越來(lái)越智能化，貼近我們的生活當(dāng)中，便利豐富我們的生活，激光業(yè)的發(fā)展也是在與日俱進(jìn)，由于激光具有特殊的優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械中有著及其重要的地位，越來(lái)越多的工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)轉(zhuǎn)換到激光行業(yè)來(lái)。其中激光焊接機(jī)在激光技術(shù)中是極為重要的環(huán)節(jié)之一，激光焊接因具有高能量密度、深穿透、高精度、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)受到各種焊接加工業(yè)的青睞。隨著工業(yè)制造的快速發(fā)展，環(huán)保、節(jié)能、高效、快捷的加工技術(shù)將成為發(fā)展重點(diǎn)，而激光焊接技術(shù)正是符合這一發(fā)展趨勢(shì)的加工技術(shù)。我們現(xiàn)今所知道的激光焊接技術(shù)種類如下：
同步焊接
使用此方法時(shí)，所有焊縫均同步-即同時(shí)，由一臺(tái)或多臺(tái)激光器進(jìn)行加熱。因其結(jié)構(gòu)緊湊所以通常使用高功率激光器。也可極為方便實(shí)現(xiàn)線性焊縫，借助新研發(fā)的特殊射束成形元件，如今也幾乎可以實(shí)現(xiàn)任意射束形狀。
特性和應(yīng)用：
進(jìn)程時(shí)間短，無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可彌合縫隙，適用于大批量生產(chǎn)
準(zhǔn)同步焊接
兩個(gè)掃描器反射鏡將點(diǎn)狀激光束偏轉(zhuǎn)，并以極高速度將其沿焊接輪廓進(jìn)行引導(dǎo)。每秒中將多次處理接合面，由此激光射束將整個(gè)焊縫同時(shí)加熱并塑化。零件公差部分可被熔化并形成熔珠，焊接過(guò)程中將兩個(gè)接合部件相互按壓在一起。
特性和應(yīng)用：
點(diǎn)狀激光束，高度靈活性，可彌合縫隙，適用于小批量生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)
掩模焊接
在激光源和要焊接的部件之間將插入一層模。一排盡量準(zhǔn)直-即平行-的線狀激光在整個(gè)接合區(qū)域移動(dòng)。該激光束僅作用于沒(méi)有被膜遮蔽的部件上。這層膜使得可以用微米級(jí)的精細(xì)度來(lái)勾畫出精細(xì)的結(jié)構(gòu)。所以用掩膜式焊接法可以達(dá)到極高的精準(zhǔn)度。例如，不同寬度的直線和曲線的焊接線等，所有操作都可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的步驟一步完成。
特性和應(yīng)用：
線性型聚焦激光束，任何可以想象的平面幾何形狀，快速靈活，精細(xì)二維焊接結(jié)構(gòu)，適用于微米級(jí)的或宏觀線度的焊接應(yīng)用
輪廓焊接
進(jìn)行輪廓焊接時(shí)，聚焦的激光射束沿著焊縫依次運(yùn)行，并將其局部熔化。因幾何比例較小所以此時(shí)焊接體積也較小，能夠避免熔化材料溢出。相對(duì)運(yùn)動(dòng)則通過(guò)部件、激光器或兩者組合的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
特性和應(yīng)用：
點(diǎn)狀激光束，高度靈活性，任意2D結(jié)合線，在部件頻繁更換的情況下使用最為理想
GLOBO 焊接
Globo 焊接的工作原理與輪廓焊接相同。點(diǎn)狀激光束將通過(guò)氣墊式無(wú)摩擦可轉(zhuǎn)動(dòng)的玻璃球聚焦到接合層面。玻璃球不僅是聚焦-而且還可用作機(jī)械式按壓工具。當(dāng)該球在部件上滾動(dòng)時(shí)，它會(huì)持續(xù)不斷地逐點(diǎn)按壓在接合層面上。由此激光射束僅射至承受壓緊力的部位。該玻璃球可替代機(jī)械按壓裝置，并可將激光焊接的可能擴(kuò)展為連續(xù)方式或用于三維應(yīng)用。
特性和應(yīng)用：
二維或三維的任意結(jié)合形狀，焊接無(wú)需加緊裝置，壓緊力和能量輸入的******同步，適用于機(jī)器人應(yīng)用
滾筒式焊接
滾筒式焊接基于 GLOBO 焊接的原理。但玻璃滾筒并非氣墊式，而是一側(cè)或兩側(cè)安裝球軸承。它即可用作按壓工具，也可作為******的光學(xué)元件。與 Globo 的區(qū)別在于，進(jìn)行滾筒式焊接時(shí)線性激光射束聚焦于玻璃滾筒之后。使用此焊接方案可達(dá)到極高的焊縫緊固程度。但此方法僅限于線性應(yīng)用。
特性和應(yīng)用：
二維線性接合形狀，焊接無(wú)需加緊裝置，壓緊力和能量應(yīng)用的******同步，可與多維機(jī)械手作聯(lián)合配套應(yīng)用
放射狀焊接
激光射束被反射鏡轉(zhuǎn)向，使其以放射狀射至焊接部件的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱表面上。部件的緊密配合確保了焊接加工所需要的嵌位壓力。處理周邊的連續(xù)焊縫時(shí)無(wú)需在焊接過(guò)程中移動(dòng)部件。
特性和應(yīng)用：
適用于不同的直徑，無(wú)需旋轉(zhuǎn)部件，高產(chǎn)能，無(wú)需加緊裝置
DOE焊接
稱作衍射光學(xué)元件(DOE)的特殊光學(xué)元件可根據(jù)激光焊接工藝進(jìn)行調(diào)整。此鏡頭可用于輪廓焊接、準(zhǔn)同步焊接以及同步焊接。它們可根據(jù)應(yīng)用匹配點(diǎn)狀激光束的功率密度分布。
DOE 是“衍射光學(xué)元件”的縮寫。DOE 是一個(gè)光學(xué)元件，可使點(diǎn)狀激光射束再現(xiàn)輪廓。也可根據(jù)要求沿著該輪廓使用 DOE 調(diào)整功率密度分布。此類光學(xué)元件被用于同步焊接中的復(fù)雜焊接幾何形狀或在輪廓焊接和準(zhǔn)同步焊接中用于優(yōu)化功率密度分布。
DOE 將根據(jù)任務(wù)要求調(diào)整，必須事先進(jìn)行計(jì)算以及模擬。設(shè)計(jì)時(shí)僅針對(duì)一項(xiàng)波長(zhǎng)。因此應(yīng)用時(shí)必須事先已經(jīng)了解所用波長(zhǎng)。雖然生產(chǎn) DOE 較為繁瑣，但將其集成到我們的鏡頭中很容易實(shí)現(xiàn)。
特性和應(yīng)用：
同步再現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可根據(jù)輪廓調(diào)整功率密度分布，可計(jì)算并模擬輪廓，可方便集成到標(biāo)準(zhǔn)鏡頭中