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激光复合焊技术

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发表于 2018-9-12 17:26:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
随着激光焊接技术在工业中的成熟应用,激光焊接技术的不足之处也日渐显露。首先,激光焊接设备投资大,电效率低(一般低于10%,当前光纤激光器的出现激光的电效率才提高到30%左右);其次是对工件的焊接装配精度要求高,如对接间隙、错边量要求小于0.1mm或板厚的10%,这不仅需要专门的夹具和加工,也给实际应用带来很大的困难;再者大功率激光焊接过程的等离子体对激光的吸收、反射作用,降低焊接稳定性和激光能量的利用率,且高焊接速度导致焊接接头快速凝固,易引起气孔、咬边缺陷,焊缝组织脆性,甚至出现焊接裂纹;此外对于高反射率材料(铝合金、铜合金)难以实现激光焊接。针对这些问题,国内外学者一直在致力于提高激光焊接适应性的研究,目前最主要的途径是采用激光-电弧复合焊接的方法。
激光焊与另一种焊接方法相结合的焊接技术称为“激光复合焊接(laserhybridwelding)”,其中,激光束和电弧同时作用于焊接区,互相影响和作用称为“激光-电弧复合焊接”。激光焊接与电弧焊接是两种不同的焊接工艺,通过激光与电弧的相互影响,可克服每一种方法自身的不足,进而产生良好的复合效应,从而获得优良的综合性能,在改善焊接质量和生产工艺性的同时,提高效率/成本比。另外激光复合焊接工艺还具有更好的间隙容忍性、高的焊接速度以及优秀的机械性能,因而对航空制造业来说具有极大的吸引力和经济效益。
在德国、日本等发达国家,激光-电弧复合焊接技术广泛适用于从薄板小变形到厚板的高速焊接、适用于铝合金及异种材料的焊接。激光-电弧复合焊接充分发挥了激光和电弧焊接的优势,有效地提高了焊接效率,缩短了焊接工序周期;特别在铝合金等难焊接金属中,能在不同程度、不同方面减少或消除焊接缺陷。由于经济性和技术实用性的突出优势,将在航空航天制造业中广泛应用。
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