1、應(yīng)用背景

激光擺動(dòng)焊接技術(shù)誕生于現(xiàn)代制造業(yè)對焊接質(zhì)量與效率的迫切需求。傳統(tǒng)焊接技術(shù)在精度、強(qiáng)度和復(fù)雜結(jié)構(gòu)方面存在不足，促使激光焊接在各領(lǐng)域快速應(yīng)用。

但其仍存在孔隙、裂紋等缺陷，在異種材料和復(fù)雜形狀零部件焊接時(shí)也有局限性，難以滿足航空航天、汽車制造等高端領(lǐng)域的嚴(yán)苛要求，影響產(chǎn)品質(zhì)量、安全、生產(chǎn)效率等，增加了企業(yè)的制造成本。在此背景下，激光擺動(dòng)焊接技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

2、什么是激光擺動(dòng)焊接

激光擺動(dòng)焊接，又被稱作激光掃描焊接，利用控制系統(tǒng)可對擺動(dòng)模式、頻率以及幅度進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)對激光的擺動(dòng)以及路徑的規(guī)劃。

激光擺動(dòng)焊接裝置示意圖

3、激光擺動(dòng)焊接熔池

①與普通激光焊接類似，激光擺動(dòng)焊接開始時(shí)，激光能量被母材表面吸收，使材料表面溫度迅速升高。由于激光能量密度高，材料表面的溫度在極短時(shí)間內(nèi)就能達(dá)到熔點(diǎn)。

②隨著材料的熔化，液態(tài)金屬在表面張力和重力的共同作用下開始聚集。在激光擺動(dòng)的過程中，激光束不斷掃描過母材表面的一個(gè)區(qū)域，使得這個(gè)區(qū)域內(nèi)的金屬持續(xù)熔化，液態(tài)金屬的量不斷增加，從而逐漸形成熔池。

激光擺動(dòng)焊接熔池

4、間隙寬度與熔深

傳統(tǒng)激光焊接時(shí)，激光束能量高度集中，形成的熔池相對較窄，為避免焊接缺陷，對間隙要求嚴(yán)苛，需高精度加工與裝配，增加成本與生產(chǎn)周期。通常間隙控制在板厚10%以下。

傳統(tǒng)激光焊與擺動(dòng)激光焊的最大間隙

5、焊接缺陷控制

熱應(yīng)力緩解：激光束振蕩重新分配了熔池?zé)崃浚档蜏囟忍荻扰c熱應(yīng)力集中程度。通過擺動(dòng)光束，使得裂紋萌生幾率降低，延長焊接結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。

晶粒結(jié)構(gòu)優(yōu)化：熔池凝固時(shí)，振蕩促使熱影響區(qū)晶粒細(xì)化與均勻生長，形成更多的等軸晶。晶粒細(xì)化增強(qiáng)了焊縫抗裂紋能力，同時(shí)較多晶界會(huì)阻礙裂紋擴(kuò)展，降低裂紋敏感性。

激光焊接的凝固模式 a)常規(guī) b)擺動(dòng)

6、應(yīng)用案例

激光擺動(dòng)焊應(yīng)用情況 a)換熱器外部  b)換熱器截面  c)管角接頭 d)電池銅元器件(無氣孔、裂紋)  e)不銹鋼與銅焊接（異種焊接）

轉(zhuǎn)自：山西省增材制造學(xué)會(huì)

來源：激光之研

注：文章版權(quán)歸原作者所有，本文內(nèi)容、圖片、視頻來自網(wǎng)絡(luò)，僅供交流學(xué)習(xí)之用，如涉及版權(quán)等問題，請您告知，我們將及時(shí)處理。