包括拉力、熔深、氣密性、裂紋、強度等檢測指標。檢測手段有拉力計、氦質譜檢漏,金相分析、打壓等,不同的產品對應不同的質量要求。
熱傳導型激光焊接的過程:焊件結合部位被激光照射,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理論向金屬內部傳播擴散。激光脈沖寬度、脈沖能量、重復頻率等參數(shù)不同,則擴散時間、深度也不相同。
被焊工件結合部位的金屬因升溫達到熔點而熔化成液體,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間在毫秒量級內,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,同時通過熱傳導向金屬內部擴散。其傳播速度、傳播狀態(tài)可用固體熱力學所講述的熱傳導方程分析。
熱傳導型激光焊接,需要控制激光的功率和功率密度,金屬吸收光能后,不產生非線性效應和小孔效應。激光直接穿透深度只在微米量級,金屬內部升溫靠熱傳導方式進行。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,又不會汽化,從而使焊件熔接在一起。 其特點: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。
焊接時通常采用聚焦方式會聚激光,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,實際焊接使用的最短焦深多為焦距126mm(5")。當接縫較大或需要通過加大光斑尺寸來增加焊縫時,可選擇254mm(10" )焦距的透鏡,在此情況下,為了達到深熔小孔效應,需要更高的激光輸出功率(功率密度)。當激光功率超過2kW時,特別是對于10.6um的CO2激光束,由于采用特殊光學材料構成光學系統(tǒng),為了避免聚焦透鏡遭光學破壞的危險,經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降低峰值功率,因此增加脈沖寬度一般用于熱傳導焊接方式,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,較低的峰值功率會導致多余的熱輸入。對于每種材料,都有一個可使熔深達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生的高溫與材料作用會產生蒸氣霧。尤其在加工有機物或木材等非金屬材料時,會產生很多分解物形成煙霧。有些煙霧含有機化學物質,對人體造成危害。故在激光加工系統(tǒng)中除了房間通風設備好以外,更重要的是對激光加工過程中產生的煙霧要及時由排風設備抽走。激光切割非金屬排除分解物情況
激光標刻機標刻的特點是:非接觸加工,可在任何異型表面標刻,工件不會變形和產生內應力;適合于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革、紙張等各種材料的標刻;標記清晰、永久、美觀,并可有效防偽;具有標刻速度快、運行成本低,無污染等特點,可顯著提高被標刻產品的檔次。
激光焊接與常規(guī)焊接方法相比具有如下特點:
①激光功率密度高,可以對高熔點、難熔金屬或兩種不同金屬材料進行焊接(例如可對鎢絲進行有效焊接)。
②聚焦光斑小,加熱速度快,作用時間短,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,無機械應力和機械形變。
④激光焊接裝置容易與計算機聯(lián)機,能精確定位,實現(xiàn)自動焊接,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行,無環(huán)境污染。