因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种:正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。按几何光学理论,当正负离焦平面与焊接平面距离相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。
根据汽车工业批量大、自动化程度高的特点,激光焊接设备向大功率、多路式方向发展。在工艺方面美国Sandia国家实验室与PrattWitney联合进行在激光焊接过程中添加粉末金属和金属丝的研究,德国不莱梅应用光束技术研究所在使用激光焊接铝合金车身骨架方面进行了大量的研究,认为在焊缝中添加填充余属有助于消除热裂纹,提高焊接速度,解决公差问题,开发的生产线已在工厂投入生产。
意大利在大多数钢板组件的焊接装配中采用了激光焊接,日本在制造车身覆盖件中都使用了激光焊接和切割工艺,高强钢激光焊接装配件因其性能优良在汽车车身制造中使用得越来越多。
激光焊接在电子工业中,特别是微电子工业中得到了广泛的应用。由于激光焊接热影响区小、加热集中迅速、热应力低,因而正在集成电路和半导体器件壳体的封装中,显示出特的性,在真空器件研制中,激光焊接也得到了应用,如钼聚焦极与不锈钢支持环、快热阴极灯丝组件等。传感器或温控器中的弹性薄壁波纹片其厚度在0.05-0.1mm,采用传统焊接方法难以解决,TIG焊容易焊穿,等离子稳定性差,影响因素多而采用激光焊接效果很好,得到广泛的应用。
电子束焊
它靠一束加速高能密度电子流撞击工件,在工件表面很小密积内产生的热,形成"小孔"效应,从而实施深熔焊接。电子束焊的主要缺点是需要高真空环境以防止电子散射,设备复杂,焊件尺寸和形状受到真空室的限制,对焊件装配质量要求严格,非真空电子束焊也可实施,但由于电子散射而聚焦不好影响效果。电子束焊还有磁偏移和X射线问题,由于电子带电,会受磁场偏转影响,故要求电子束焊工件焊前去磁处理。X射线在高压下特别强,需对操作人员实施保护。激光焊则不需 真空室和对工件焊前进行去磁处理,它可在大气中进行,也没有防X射线问题,所以可在生产线内联机操作,也可焊接磁性材料。
激光焊接是一种环保型的焊接方法,关键是厚壁原材料,零件的焊接,可完成焊接,对焊,叠焊,密封性焊等,深长宽比高,焊接厚度小,热危害区小形变小,焊接速度更快,焊接整平.美观大方,焊后无需打磨或只需简易打磨,焊接质量高,无出气孔,操作准确,聚焦光斑小,精度等级高,可与自动化设备对接。
手持激光焊接机可用于钣金、底盘、水箱及配电箱、厨柜、不锈钢门窗护栏、五金制品、广告招牌、工艺品、电池组件、钢制家具、货架等领域。在材料方面,激光焊接机可用于焊接相同材料的各种金属板,如铝板、铁板、不锈钢板和铜板。以及铝铜、不锈钢铜等多种材料混合焊接。它涵盖的领域远远超过传统的焊接方法。
激光器是激光焊接设备中的重要部分,主要提供加工所需的光能。对激光器的要求稳定、可靠,能长期正常运行。对焊接而言,要求激光器横模为低阶模或基模,输出功率(连续激光器)或输出能量(脉冲激光器)能根据加工要求进行精密调节。
激光焊接是一种以高能量密度的激光束作为热源的精密焊接方法,具有、简单易上手等优势。如今,激光焊接已广泛应用于各个行业,如:电子零件、汽车制造、航空航天等工业制造领域。