激光真空焊接為激光應用提供一個全新方向

激光焊接作為一種先進的高能束加丁技術被廣泛應用于丁業(yè)生產的各個領域。一般情況下，激光焊接在大氣環(huán)境下進行，需要側吹保護氣體，且多用在輕量化構件的薄板焊接。近年來，隨著丁業(yè)激光器的飛速

發(fā)展，大功率、高品質的光纖激光器和die片激光器的；H現(xiàn)，大功率激光焊接有望在厚板焊接方面得到應用。但是，激光焊接等離子體強烈的“屏蔽效應”使得激光焊接無法通過增大激光功率而獲得持續(xù)的熔深增加，

并且在大功率激光深熔焊過程中，很難獲得良好的焊縫成形”。

? ?近年來日本學者提出了真空激光焊接的方法，真空激光焊接類似于電子束焊接，激光焊接過程在環(huán)境氣壓低于正常大氣壓的真空室內完成。研究表明：在真空條件下激光焊接的熔深顯著增加，得到了類似

電子束焊接具有較大深寬比的大熔深焊縫。并且相比于電子束焊接，真空激光焊接不需要電子束焊接所需的極高真空度，大大增加了丁作效率，并節(jié)約了成本，同時真空激光焊接還不存在射線防護的問題。真空激光焊接機為激光焊接的應用提供了一個全新方向。

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聲發(fā)射檢測激光焊接質量的特點

材料或結構在外力或內力作用下會產生變形或斷裂，以彈性波形式釋放出應變能的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射(acousiic emission，AE)。各種材料的聲發(fā)射的頻率范圍很寬，從次聲頻、聲頻到超聲頻。聲發(fā)射是一種物理現(xiàn)象，大多數(shù)金屬材料塑性變形和斷裂時均有聲發(fā)射產生，但其信號的強度很弱，需要采用特殊的具有高靈敏度的儀器才能檢測到。利用儀器檢測、分析聲發(fā)射信號，并利用聲發(fā)射信息推斷聲發(fā)射源的技術稱為聲發(fā)射檢測技術。

聲發(fā)射檢測的基本原理及特點

? ?1、聲發(fā)射檢測的特點

? ?聲發(fā)射檢測必須有外部條件的作用，激光焊接機生產廠家，例如有力、電磁、溫度等因素的作用，使材料內部結構發(fā)生變化（如晶體結構變化、裂紋擴展等）使材料或構件發(fā)聲。因此，聲發(fā)射檢測是一種動態(tài)無損檢測f方法，即焊接結構、焊接接頭或材料的內部的缺陷處于運動變化的過程中才能實施檢測。如果裂紋和缺陷等處于靜止的狀態(tài)，沒有發(fā)生變化和擴展，就沒有聲發(fā)射產生，也就不能實現(xiàn)聲發(fā)射檢測。

?金屬的聲發(fā)射過程有一個重要特征，即它的不可逆性。例如，某一材料加載到一定的應力水平使之產生聲發(fā)射，然后卸載后再次加載時，只有超過前一次所加載荷時才會有聲發(fā)射產生。這種不可逆性被稱為凱塞（Kaiser）效成。因為聲發(fā)射與材料的塑性變形有密切關系，而塑性變形是一不可逆過程。

激光焊接機與其他特種焊接方法比較

?特種焊接方法是焊接技術發(fā)展的一個重要階段。這些焊接方法有的采用了新的能源，如激光焊接機是以激光作為焊接能源，電子束焊是以聚焦的電子束作為能源，超聲波焊則是以超聲波為能源；有的則采用了新的技術，如螺柱焊的焊機上應用了現(xiàn)代的電子程序開關。有的則是在原有焊接原理上的發(fā)展，如擴散焊是通過創(chuàng)造更有利于金屬界面擴散的條件，使其充分擴散以完成焊接；冷壓焊則是通過研究發(fā)現(xiàn)，只要施加足夠的壓力，許多金屬都能只靠加壓即可焊在一起。經(jīng)過認真分析各種材料的特性，并進行大量的實驗，得出了多種金屬冷壓焊時所需的壓力，形成了冷壓焊的技術和理論。其實增加了壓力也是提供了金屬界面充分擴散的條件。

激光焊接原理：激光焊接機是將高強度的激光束輻射至金屬表面，通過激光與金屬的相互作用，金屬吸收激光轉化為熱能使金屬熔化后冷卻結晶形成焊接。在不同的輻射功率密度下熔化過程的演變階段，激光焊接機的機理有兩種：

1、熱傳導焊接

當激光照射在材料表面時，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，將光能轉化為熱能加熱熔化，材料表面層的熱以熱傳導的方式繼續(xù)向材料深處傳遞，激光焊接機，最后將兩焊件熔接在一起。

2、激光深熔焊

當功率密度比較大的激光束照射到材料表面時，材料吸收光能轉化為熱能，材料被加熱熔化至汽化，產生大量的金屬蒸汽，在蒸汽退出表面時產生的反作用力下，使熔化的金屬液體向四周排擠，形成凹坑，隨著激光的繼續(xù)照射，凹坑穿入更深，當激光停止照射后，凹坑周邊的熔液回流，冷卻凝固后將兩焊件焊接在—起。

這兩種激光焊接機理根據(jù)實際的材料性質和焊接需要來選擇，通過調節(jié)激光的各焊接工藝參數(shù)得到不同的焊接機理。這兩種方式最基本的區(qū)別在于：前者熔池表面保持封閉，而后者熔池則被激光束穿透成孔。傳導焊對系統(tǒng)的擾動較小，激光焊接機價格，因為激光束的輻射沒有穿透被焊材料，所以，在傳導焊過程中焊縫不易被氣體侵入；而深熔焊時，小孔的不斷關閉能導致氣孔。傳導焊和深熔焊方式也可以在同一焊接過程中相互轉換，由傳導方式向小孔方式的轉變取決于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脈沖持續(xù)時間。激光脈沖能量密度的時間依賴性能夠使激光焊接在激光與材料相互作用期間由一種焊接方式向另一種方式轉變，即在相互作用過程中焊縫可以先在傳導方式下形成，然后再轉變?yōu)樾】追绞健?/span>

天津市激光技術研究所成立于1975年10月，是國有獨資科技型企業(yè)，隸屬于天津市科學技術，是天津市的專門從事光電子、激光技術研究與產品開發(fā)、生產、銷售與服務的科研單位。我所始終堅持以市場為導向，堅持科技創(chuàng)新、開發(fā)新產品，先后通過ISO9000質量體系管理認證、高新技術企業(yè)認定、天津市光電子孵化器市級認定并完成天津市激光技術工程中心的組建。建所以來承擔了國家及天津市重大科技攻關項目200多項，獲國家發(fā)明、實用新型專利幾十項，獲國家技術發(fā)明獎、市級科技進步獎20余項，先后研發(fā)出中、高功率光纖激光切割機系列、石油割縫篩管、中小功率激光加工機、等離子數(shù)控激光加工機、數(shù)控激光標線器系列、染料片Q開關組件等幾十個擁有自主知識產權的科技產品。