雷射焊接的技巧

雷射焊接可以改變雷射光的輸出和振盪形態,因此對應用案例的適應性高,用於各種組裝製程。

雷射焊接中,依據雷射光輸出的不同分為熱傳導焊接和穿透型焊接,依據雷射的振盪形態不同分為連續雷射光焊接和脈衝雷射光焊接。脈衝雷射光是短促而強力的雷射,適合用於點焊。連續雷射光可實現縫焊。並且,這些焊接方法在焊接時的熱影響都較少,因此適合用於高熔點材料和熱傳導率高的材料。

熱傳導焊接和穿透型焊接

熱傳導焊接是使用輸出低的雷射的焊接方法。熔融深度為1至2 mm以下。可以應對較大的功率範圍,因此可以調整適用的功率,將熔融深度調淺,從而可以在最佳條件下對不耐熱影響的材料進行焊接。用於
薄板的對接接頭和搭接接頭等焊接,也適用於密封和氣密密封焊接。另外,還適用於不適合使用穿透型焊接的鎂、鋅等揮發性合金。

穿透型焊接的特點是使用輸出高的雷射的高速焊接。藉由狹而深的熔融,可以實現內部結構一致的焊接。熱影響部位小,因此可將焊接對母材造成的應力控制在最低限度。
適用於需要較深的熔融時或是將多塊母材重疊焊接時(對接/角/T/搭接/法蘭接頭等)。

熱傳導焊接

熱傳導焊接
A
雷射光
B
熱傳導

穿透型焊接

穿透型焊接
A
雷射光
C
蒸氣壓
熱傳導焊接和穿透型焊接的差異
熱傳導焊接 穿透型焊接
公差 需要2面的精度 只需1面的精度
熱效率 約35% 約95%
焊接的效率等級
焊接速度
1 mm接縫消耗的能量
熱影響導致的應力 應力小 幾乎沒有(比熱傳導焊接小)
接縫的大小
接縫的光滑度 光滑 鱗片狀

遠端雷射焊接

遠端雷射焊接是使用鏡子控制雷射光,迅速進行焊接部的移動從而實現高生產效率以及生產線的靈活性和性價比的焊接方法。
雷射光的控制採用移動式鏡子(1)和鏡頭系統(2)。使用鏡頭系統控制Z方向、使用移動式鏡子控制XY方向(3),只要在雷射光的照射範圍(4)內,即可迅速且正確地將雷射光照射到焊接部位。

相較於從兩側接觸焊接材料的點焊,遠端雷射焊接僅需單面接觸。

並且,相較於需要點焊機械手臂花費較長時間在焊接部位之間移動,遠端雷射焊接中只需移動鏡子,因此可在物理移動速度忽略不計的時間內完成。

加之焊接速度快,因此相較於點焊,可實現10倍以上的快速工藝處理。

遠端雷射焊接的光束控制

遠端雷射焊接的光束控制

雷射堆焊

也稱為「雷射熔覆」或「直接金屬沉積」。焊接時使用填料材,透過填料材與母材表面熔化,實現冶金性接合。使用焊絲或金屬粉末作為填料材。另外,分為自動和手動,依據目的區分使用。並且,雷射堆焊不僅用於接合,還可用於修補焊接表面缺陷、藉由焊成形製造網格狀零件、金屬表面加工等。

自動時

自動時

手動時

手動時
A
焊接方向
B
雷射光
C
母材
D
保護氣體
E
熔融金屬
F
熔融部
G
金屬粉末
H
熔融池
I
護目鏡
J
填充銲絲

索引