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修模神器之激光焊的应用范围科普
模具激光焊行业您了解吗
随着模具业向着高精密要求发展,模具加工难免进行修模、改模,而普通弧焊修补难以保证质量,激光补模正好弥补其不足之处。因此,激光补模必定会取代传统的弧焊补模,这是一种不可逆转的趋势。任何事物的发展都会经历四个阶段:萌芽期(暴利期)、成长期(高利期)、饱和期(低利期)、衰退期(微利期),如弧焊补模的起与衰退就是最好的证明。而激光焊模现正处于萌芽期,其间的机会和潜力是显而易见的。
模具激光焊是利用高能量激光脉冲同时对模具和焊丝进行微小区域的局部加热,随即形成很小的熔池(最小0.2mm)而达到补焊模具的目的。
模具激光焊优点:
1、模具激光焊弥补了传统弧焊、冷焊在修补焊接精细表面的不足之处。补焊时加热范围小,模具不会变形和焊池周边不会产生凹陷的现象。
2、模具激光焊可以在窄小部位、深腔部位进行补焊,不会伤及到周边壁位。
3、补焊精细角位时不会烧损利角边缘。
4、模具激光焊专用气体保护,补焊部位和焊池周边不会烧焦氧化。
5、手工或操纵杆控制,工件任意移动可适合任意曲线。
6、模具激光焊显微镜下操作,细小部位一目了然。
7、各种专用焊支,适合各种模具材质,焊后可进行抛光蚀纹、无补焊痕迹。
8、可以大量节省改模、修模或返工所付出的材料、人工及时间的成本。
激光焊接机常用的焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。
前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于厚大件的焊接和切割。
脉冲激光焊接又分为传热溶化焊接和深穿入熔化焊接。传热溶化焊接是指当激光束照射到材料的表面上时,材料吸收光能而加热熔化。材料表面层的热以传导方式继续向材料深处传递,直至将两个待焊件的接触面互溶并焊接在一起。
深穿入熔化焊接是指当更大功率密度的激光束照到材料上时,材料被加工熔化以至气化,产生较大的蒸汽压,在蒸汽的压力作用下,熔化金属被挤在周围使照射处(熔池)呈现出一个凹坑,随着激光束的继续照射,凹坑越来越深,并穿入到另一个工件中。激光停止照射后,被排挤在凹坑周围的溶化金属重新流回到凹坑里,凝固后将工件焊接在一起。
这两种激光焊接机理,与功率密度、照射时间、材料性质、焊接方式等因素有关。当功率密度较低、照射时间较长而焊件较薄时,通常以传热溶化机理为主进行。反之,则是以深穿入熔化机理为主进行。
激光焊接机一般可应用于以下行业:
电池激光焊接;
IT行业构件激光焊接;
电子元器件激光焊接;
光通讯连接器件激光焊接;
传感器激光焊接;
家用五金激光焊接;
汽车配件激光焊接;
模具激光补焊;
首饰激光焊接;
眼镜激光焊接;
塑料激光焊接。
激光焊接机可焊接的材料有哪些?
1、模具钢
激光焊接机可适用于S136,SKD-11,NAK80,8407,718,738,H13,P20,W302,2344等型号的模具钢焊接,且焊接效果较好。
2、碳钢
碳钢采用激光焊接机进行焊接,效果良好,其焊接质量的好坏取决于杂质含量。为了获得良好的焊接质量,碳含量超过0.25%时需要预热。当不同含碳量的钢相互焊接时,焊炬可稍偏向低碳材料一边,以确保接头质量。由于激光焊接机焊接时的加热速度和冷却速度非常快,所以在焊接碳素钢时。随着含碳量的增加,焊接裂纹和缺口敏感性也会增加。中、高碳钢和普通合金钢都可以进行良好的激光焊接,但需要进行预热和焊后处理,以消除应力,避免裂纹产生。
3、合金钢
低合金高强度钢的激光焊接,只要所选择的焊接参数适当,就可以得到与母材力学性能相当的接头。
4、不锈钢
一般的情况下,不锈钢的焊接比常规的焊接更易于获得优质接头。由于激光焊接高的焊接速度和热影响区很小,减轻了不锈钢焊接时的过热现象和线膨胀系数大的不良影响,焊缝无气孔、夹杂等缺陷。与碳钢相比,不锈钢由于具有低的热导系数、高的能量吸收率和熔化效率更容易获得深熔窄焊缝。用小功率激光焊焊接薄板,可以获得外观上成形良好、焊缝平滑美观的接头。
5、铜及铜合金
焊接铜和铜合金易产生未熔合与未焊透的问题,因此应采用能量集中、大功率的热源并配合预热措施;在工件厚度较薄或结构刚度较小,无防止变形措施时,焊后很容易产生较大的变形,而当焊接接头受到较大的刚性约束时,易产生焊接应力;焊接铜及铜合金时还易产生热裂纹;气孔是铜及铜合金焊接时的常见缺陷。
6、铝及铝合金
铝及铝合金是高反射性材料,铝及其合金焊接时,随着温度的升高,氢在铝中的溶解度急剧增大,溶解的氢成为焊缝的缺陷源,焊缝中多存在气孔,而深熔焊时根部可能出现空洞,焊道成形较差。
7、塑料
几乎所有的热塑性塑料和热塑性弹性体都可使用激光焊接技术。常用的焊接材料有PP、PS、PC、ABS、聚酰胺、PMMA、聚甲醛、PET以及PBT等。而其它的一些工程塑料如聚苯硫醚PPS和液晶聚合物等,由于具有较低的激光透过率而不能直接使用激光焊接技术,一般在底层材料上加入炭黑,以便材料能吸收足够能量,从而满足激光透射焊接的要求进行焊接。
激光焊接机能焊接的材料远远不止这些,激光焊接可以在多种异种金属之间进行,研究表明,应用于铜-镍、镍-钛、铜-钛、钛-钼、黄铜-铜、低碳钢-铜等多种异种金属间在一定条件下均可以进行激光焊接。
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