200503054017 莫太雨 浅谈激光在焊接上的应用
浅谈激光在焊接上的应用
作者：莫太雨
（贵州师范大学安顺学院物理电子科学系学号200503054017）
摘要：随着科学技术生产力的发展，焊接技术从以前的手工电弧焊、气割气焊发展至今，为了提高准确度和提高效率，这样人们就需要发明更高的科技，这样激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。
关键词：激光的产生激光在焊接上的的应用
激光在现代技术中占有非常重要的地位,高中物理教材对激光的原理和特性进
行了初步介绍.与激光知识相关的命题不仅可以考查学生对原子结构的理解,也能对学生的物理综合能力和接受处理新知识的能力进行有效的考查,是当前命题的一个
热点。
若原子或分子等微观粒子具有高能级E2和低能级E1,E2和E1能级上的布居数密度为N2和N1，在两能级间存在着自发发射跃迁、受激发射跃迁和受激吸收跃迁等三种过程。受激发射跃迁所产生的受激发射光，与入射光具有相同的频率、相位、传播方向和偏振方向后，光强增大eGl倍。G为正比于(N2-N1)的系数，称为增益系数，其大小还与激光因此，大量粒子在同一相干辐射场激发下产生的受激发射光是相干的。受激发射跃迁几率和受激吸收跃迁几率均正比于入射辐射场的单色能量密度。当两个能级的统计权重相等时，两种过程的几率相等。在热平衡情况下N2＜N1，所以受激吸收跃迁占优势，光通过物质时通常因受激吸收而衰减。外界能量的激励可以破坏热平衡而使N2＞N1,这种状态称为粒子数反转状态。在这种情况下，受激发射跃迁占优势。光通过一段长为l的处于粒子数反转状态的激光工作物质工作物质的性质和光波频率有关。一段激活物质就是一个激光放大器。如果，把一段激活物质放在两个互相平行的反射镜（其中至少有一个是部分透射的）构成的光学谐振腔中，处于高能级的粒子会产生各种方向的自发发射。其中，非轴向传播的光波很快逸出谐振腔外：轴传播的光波却能在腔内往返传播,当它在激光物质中传播时，光强不断增长。如果谐振腔内单程小信号增益G0l大于单程损耗δ(G0l是小信号增益系数)，则可产生自激振荡。原子的运动状态可以分为不同的能级，当原子从高能级向低能级跃迁时，会释放出相应能量的光子（所谓自发辐射）。同样的，当一个光子入射到一个能级系统并为之吸收的话，会导致原子从低能级向高能级跃迁（所谓受激吸收）；然后，部分跃迁到高能级的原子又会跃迁到低能级并释放出光子。这些运动不是孤立的，而往往是同时进行的。当我们创造一种条件，譬如采用适当的媒质、共振腔、足够的外部电场，受激辐射得到放大从而比受激吸收要多，那么总体而言，就会有光子射出，从而产生激光。
激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。70年代主要用于焊接
薄壁材料和低速焊接，焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法，随着高功率的YAE激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束物镜等的研制成功，使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。目前的研究主要集中于YAE 激光焊接各种金属材料时的理论，包括激光诱发的等离子体的分光、吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、复合焊接、激光焊接现象及小孔行为、焊接缺陷发生机理与防止方法等，并对镍基耐热合金、铝合金及镁合金的焊接性，焊接现象建模与数值模拟，钢铁材料、铜、铝合金与异种材料的连接，激光接头性能评价等方面做了一定的研究。
激光焊接原理：激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。在不同的辐射功率密度下熔化过程的演变阶段，激光焊接的机理有两种：
1、热传导焊接当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。
2、激光深熔焊当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在—起。这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择，通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机理。这两种方式最基本的区别在于：前者熔池表面保持封闭，而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对系统的扰动较小，因为激光束的辐射没有穿透被焊材料，所以，在传导焊过程中焊缝不易被气体侵入；而深熔焊时，小孔的不断关闭能导致气孔。传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换，由传导方式向小孔方式的转变取决于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变，即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成，然后再转变为小孔方式。
激光焊接的特点是被焊接工件变形极小，几乎没有连接间隙，焊接深度/宽度比高，因此焊接质量比传统焊接方法高。但是，如向保证激光焊接的质量，也就是激光焊接过程监测与质量控制是一个激光利用领域的重要内容，包括利用电感、电容、声波、光电等各种传感器，通过电子计算机处理，针对不同焊接对象和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监测等项目，通过反馈控制调节焊接工艺参数，
从而实现自动化激光焊接。在激光焊接中，光束焦点位置是最关键的控制工艺参数之一，在一定激光功率和焊接速度下，只有焦点处于最佳位置范围内才能获得最大熔深和好的焊缝形状。在实际激光焊接中，为了避免和减少影响焦点位置稳定性的因素，需要专门的夹紧和设备技术，这种设备的精确程度与激光焊接的质量高低是相辅相成的。
激光焊接的主要特性与其它传统焊接技术相比，激光焊接的主要优点是：
1、速度快、深度大、变形小。
2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。
4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。
5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来，在YAE激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。
7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。但是，激光焊接也存在着一定的局限性:要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小，焊缝窄，为加填充金属材料,若工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺憾;激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资较大。
最后激光作为现代科技的应用，在将来一定会在各个领域发挥其主导作用，使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进科学技术生产力的发展。
浅谈焊接技术及应用
浅谈焊接技术及应用 摘要:焊接专业作为制造业中的重要一环,在生产和生活中的作用十分重要。在焊接教学中应用一体化教学,为社会主义建设培养高素质高技能的焊接人才,是现阶段中等职业教育的首要任务。一体化教学强调一体化的教学场地、“双师型”教师及一体化教材的有机结合。发展一套适应中等职业教育的教学模式。 关键词:一体化教学场地双师型”教师一体化教材 1、“一体化”教学的目标 1.1 人才培养方式和教学课程的改革 改进人才培养方案,制定适合中等职业教育焊接专业“一体化”教学的人才培养方案。在原有的的国家教育部和劳动部颁发的只有中级焊工的教学大纲的基础上,制定适合培养高级工甚至技师的焊接专业的人才培养方案。 “打破原有课程体系将其分为素质课程、专业基础课程和专门工艺课程”,我们认为在这三者中应区别对待,在“专门课程”内容的制定上要体现区域经济的生产特征,结合生产产品制定相关内容和重点,有利于生产性实习或企业的定岗实习的顺利过渡而实现学与用的成功对接。制定和完善人才培养方案和培养模式,培养能满足社会需求的技能型人才。 1.2 一体化教学场地的建设 从根本上建立起黑板+粉笔教学和电化多媒体教学相结合的理论教学模式,是学生从直观上理解和接受理论知识。 校内实训基地受场地、设备等生产要素的限制,与生产车间客观上差距存在,在大型工装的应用,成型加工工件的变形与矫正等方面尤为突出。在这方面通过校企合作,将部分一体化的教学设置在与学校项邻的企业车间。 深化校企合作办学模式和工学结合人才培养模式改革。按照专业与产业对接、企业与岗位对接,专业课程内容与职业标准对接,教学过程与生产过程对接的原则,以校企合作为平台,以系统化专业建设为载体,突出教学过程的实践性、开放性和职业性,引导专业设置、课程体系、教学内容和教学方法的改革,实现“教、学、做”一体化的人才培养模式。 1.3 关于“双师型”师资队伍建设 “双师型、专业化”是职业教师发展的必经之路,在这方面注重中、青年教师在实践环节动手能力的提高,创造条件使他们带着具体的问题、任务去企业学习实践。使中青年教师在学历和理论知识占优的情况下,大幅度提高自身的实操能力。着力加强师资队伍建设,采取“引进来、送出去”、学历进修和非学历学习相结合等方式,努力培养一支优秀的专业师资队伍,加强建设培养学生创新精神与实践能力的实训平台。 2、“一体化”教学的主要过程 2.1 开发制定一体化课程教学标准 2.1.1 重构课程标准 打破原有学科体系,将课程体系分为基本素质课程、专业基础课程、专门工艺课程。 2.1.2 开展项目教学和案例教学 根据铆焊专业岗位层次的不同要求,实现课程改革与课程建设上的重大突破,完善高级铆焊专业课程体系建设,制定高中起点3年制、初中起点5年制高级铆
塑料热风焊接技术及应用
塑料热风焊接技术及应 用 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
塑料热风焊接技术及应用 newmaker 在与化工相关的行业中，普遍 使用的塑料容器、储槽以及部 分管路系统，都需要借助热风 焊接工艺，才能达到理想的连 接牢度。而热风工艺本身也因其简单实用，而被行业内专业人士广泛接受，尤其是对于PE、PP、PVC和PVDF等塑料种类的焊接，更具有独特的优势。塑料焊接，实际上就是相容的塑料材料中相互缠绕的大分子链受热之后，由于具备了足够的能量和空间，在自身的分子热运动和外在压力的作用下，相互迁移和扩散到对方的熔融区中，并随着温度的下降和时间的推移，再次发生缠绕、冷却、结晶和定型的过程。在塑料制品的诸多连接技术中，热风焊接工艺是比较常见的一种，化工行业中普遍使用的塑料容器、储槽以及部分管路系统等均可以使用该工艺。本文对几种主要的热风焊接工艺进行了简单的介绍。圆嘴热风焊接技术通常，圆嘴热风焊的工艺过程包括5个阶段，分别是：待焊部件的表面处理、加热、加压、分子链间扩散和冷却。每个阶段的具体操作要求取决于待焊部件的具体外观形状和内部结构设计。其工作原理（如图所示）是：利用加热后的风或空气，同时预热焊条与待焊的母材相应部位；待其熔融之后，操作者通过对焊条垂直施加一定的压力，将焊条的熔融区与待焊母材的熔融区进行对接，并保持一定的焊接速度，使其具有足够的承压时间；最后，进行冷却定型。 圆嘴热风焊接的工作原理示 意图 在正式焊接之前，应先对待焊部件的表面进行相关处理，这样做的目的是：一方面，为了在焊接区域加工出焊缝所需要的破口或槽口，例如V形或X形槽口（如图所示）；另一方面，为了去除材料表面的杂质、脏物或者氧化层等影响焊接质量的不利因素。
激光焊接的工作原理及其主要工艺参数(精)
激光焊接的工作原理及其主要工艺参数 目前常用的焊接工艺有电弧焊、电阻焊、钎焊、电子束焊等。电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法，它包括手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。但上述各种焊接方法都有各自的缺点，比如空间限制，对于精细器件不易操作等，而激光焊接不但不具有上述缺点，而且能进行精确的能量控制，可以实现精密微型器件的焊接。并且它能应用于很多金属，特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。 激光指在能量相应与两个能级能量差的光子作用下，诱导高能态的原子向低能态跃迁，并同时发射出相同能量的光子。激光具有方向性好、相干性好、单色性好、光脉冲窄等优点。激光焊接是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接，这种焊接通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。激光焊接从上世纪60年代激光器诞生不久就开始了研究，从开始的薄小零器件的焊接到目前大功率激光焊接在工业生产中的大量的应用，经历了近半个世纪的发展。由于激光焊接具有能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点，近年来正成为金属材料加工与制造的重要手段，越来越广泛地应用在汽车、航空航天、造船等领域。虽然与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵、一次性投资大、技术要求高的问题，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线。 2. 激光焊接原理 2.1激光产生的基本原理和方法 光与物质的相互作用，实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子。微观粒子都具有一套特定的能级，任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态，物质与光子相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E，频率为ν=△E/h。爱因斯坦认为光和原子的相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种过程。我们考虑原子的两个能级E1和E2，处于两个能级的原子数密度分别为N1和N2。构成黑体物质原子中的辐射场能量密度为ρ，并有E2 -E1=hν。 2.1.自发辐射 处于激发态的原子如果存在可以接纳粒子的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率自发地从高能级激发态（E2）向低能级基态（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子，光子频率ν=（E2-E1）/h。这种辐射过程称为自发辐射。自发辐射发出的光，不具有相位、偏振态上的一致，是非相干光。 2.2.受激辐射 除自发辐射外，处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。当频率为ν=（E2-E1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，这个过程称为受激辐射。 2.3.受激吸收 受激辐射的反过程就是受激吸收。处于低能级E1的一个原子，在频率为的辐射场作用下吸收一个能量为hν的光子，并跃迁至高能级E2，这种过程称为受激吸收。自发辐射是不相干的，受激辐射是相干的。 由受激辐射和自发辐射的相干性可知，相干辐射的光子简并度很大。普通光源在红外和可见光波段实际上是非相干光源。如果能够创造这样一种情况：使得腔内某一特定模式的ρ很大，而其他所有模式的都很小，就能够在这一特定模式内形成很高的光子简并度，使相干
激光焊接的未来与前景
激光焊接的未来与前景 激光焊接前景 摘要：焊接是一种将材料永久连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。近几年中国完成的一些标志性工程来看，焊接技术发挥了重要作用。但传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制，激光焊接便有了很大的发展空间。激光技术涉及材料学、力学、计算机科学等。研发是一个消耗的过程，其投入要求高，资金回收期较长。单靠企业研发，速度很难跟上，于是有一部分压力转移到国家科研机构。所以产业化需要强大的经济实体后盾和政策支持。 关键词：焊接技术关键制造工艺激光焊接产业化 焊接是一种将材料永久连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件，在生产制造中都不同程度地应用焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。中国2005年钢产量达到3．49亿吨，成为世界最大的钢材生产与消费国，而焊接结构的用钢量也突破1．3亿吨，相当于美国一年的钢产量，成为世界上空前最大的焊接钢结构制造国。近几年中国完成的一些标志性工程来看，焊接技术发挥了重要作用。例如三峡水利枢纽的水电装备就是一套庞大的焊接系统，包括导水管、蜗壳、转轮、大轴、发电机机座等，其中马氏体不锈钢转轮直径10．7m 高5．4m 重440t，为世界最大的铸－焊结构转轮。该转轮由上冠、下环和13或15个叶片焊接而成，每个转轮的焊接需要用12t焊丝，耗时4个多月。神舟6号飞船的成功发射与回收，标志着中国航天事业的巨大进步，其中两名航天员活动的返回舱和轨道舱都是铝合金的焊接结构，而焊接接头的气密性和变形控制是焊接制造的关键。由第一重型机械集团为神华公司制造的中国第一个煤直接液化装置的加氢反应器，直径5．5m 长62m 厚337mm 重2060t，为当今世界最大、最重的锻－焊结构加氢反应器，采用国内自主知识产权的全自动双丝窄间隙埋弧焊技术，每条环焊缝需连续焊接5天。西气东输的管线长4000km，是中国第一条高强钢（X70）大直径长输管线，所用的螺旋钢管和直缝钢管全部是板－焊形式的焊接管。2005年我国造船的总吨位达到1212万吨，占世界造船总量的17％，居于日、韩之后，稳居世界第三位，正向年产2500万吨的世界水平迈进。国内制造的30万吨超级油轮、新型5668标箱集装箱船、15万吨散装货船，以及为世界瞩目的，被称为“中华第一盾”的170舰，都是中国造船界的骄傲，船体是典型的板－焊结构。另外，上海中泸浦大桥是世界最长的全焊钢拱桥；国家大剧院的椭球型穹顶是世界最重的钢结构穹顶；奥林匹克主体育场的鸟巢式钢结构重4万多吨，也是世界之最。这些大型结构都是中国焊接制造的最大、最重、最长、最高、最厚、最新的具有代表性的重要产品。由此可见，焊接在国民经济发展和国防建设中具有非常重要的地位和作用。从“十一五”规划的二十项国家重大技术装备的研制项目可以看出，在百万千瓦级核电机组、超超临界火力发电机组成套设备、高水头超大容量水电机组、大型抽水蓄能机组、30～60万瓦级循环硫化床（CFB）锅炉的成套技术装备、百万吨级大型乙烯成套设备、百万吨级大型对苯二甲酸成套设备、大型煤制气成套设备以及大型煤矿综合采掘成套技术与装备中，焊接制造都是关键制造工艺之一。 但传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制，激光焊接便有了很大的发展空间。
焊接技术的应用与前景
哈尔滨工业大学 金属工艺学课程论文 题目：焊接技术的应用与前景 院系：能源科学与工程学院 专业：核反应堆工程系 班级：1102301 学号：1110200724 姓名：刘平成
焊接技术的工艺应用与前景 作者：刘平成 (哈尔滨工业大学能源科学与工程学院核反应堆工程专业，哈尔滨150001) 摘要：制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科。本文主要介绍了焊接技术在金属工艺学中的应用，工艺特点，实践，背景与应用前景。 关键词：金属工艺学、学科交叉、工艺流程，焊接技术 Technology application and prospect of welding technology (Energy Science and Engineering, Nuclear Reactor Engineering of Harbin Institute of Technology, Harbin 150001) Abstract：The manufacturing industry is an important pillar of the modern national economy and overall national strength, Metal Technology is a comprehensive research process method for manufacturing metal parts technical disciplines. This paper describes the welding metal technology, process characteristics, practice, background and application prospects. 1 焊接技术的主要研究内容 焊接焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。 1.1 焊接分类 在近代的金属加工中，焊接比铸造、锻压工艺发展较晚，但发展速度很快。焊接结构的重量约占钢材产量的45%，铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。焊接技术主要应用在金属母材上，常用的有电弧焊，氩弧焊，CO2保护焊，氧气-乙炔焊，激光焊接，电渣压力焊等多种，塑料等非金属材料亦可进行焊接。金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。 金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类. 熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝
《焊接技术应用》
《焊接技术应用》 技师教学方案 一、编制说明 目前,随着中国经济的发展,中国作为“世界制造工厂”,人才的需求格局发生很大的变化:人才结构不合理,实用型人才奇缺,特别就是制造业,而作为制造业中重要的焊接专业更就是奇缺。面对这样的形势,省劳动社会保障厅决定在全省几所条件较好的高级技工学校试办焊接技术应用技师班,并组织有关专家制定焊接技师培训方案,现将培训方案编制依据与思路说明如下: 1、以就业为导向,坚持正确的办学指导思想 从根本上讲,职业教育就是就业教育,就是直接为就业服务的教育。 职业教育的发展应该从劳动市场的实际需要出发,以经济结构调整与人力资源需求分析为依据,坚持培养生产与服务一线高素质劳动者。 2、能力本位的职业教育在国际上具有广泛的共识,职业能力培养就是职业教育实施素质教育的核心。 坚持以能力为本位就是真正地办真正的职业教育的体现。 3、实行产教结合,“订单”培养等新型校企合作机制 企业的发展离不开职业教育,职业教育的发展离不开企业！ 职业教育应该成为:反映企业需求;反映企业参与;反映企业满意。 4、以“必须”与“够用”为度,促进文化教育功能化 职业教育中的文化基础教育,要为提高学生的职业能力服务,要全面理解文化基础教育的涵义。职业院校要按照企业对技能型人才的实际要求安排文化基础课程,防止盲目加大普通文化基础课程的比重,削弱职业能力训练,片面追求对口升学考试的做法。 5、适应行业企业劳动组织与技术发展需要,促进专业教育实用化 要关注行业企业的最新发展,通过校企合作等形式,及时调整课程设置与教学内容; 按照职业活动的特点与要求设计(或整合)教学内容;按照实际的工作任务、工作过程与工作情境组织课程,形成围绕工作需求的新型教学与训练项目。 6、以学生为中心,实现教学过程行动化 推广“行动导向”的教学模式,为学生提供在“做”中“学”的学习机会; 让学生经历从确定任务—制定工作计划—实施计划—进行质量控制与检测—评估反馈整个工作过程。 7、促进质量评价的社会化,提高职业教育的质量与效益 衡量职业教育质量与效益最重要的标准就是能否满足经济发展的需要。 毕业生专业基本对口就业率就是质量评价的主要依据。用人单位、学生与学生家长共同参与学习评价。 二、培养目标与要求 现代社会条件下职业教育培养目标发生了重大变化,其职业能力如下:
激光焊接技术
激光焊接技术 激光焊接技术属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上。 目录 1基本信息 2激光焊接的优势 3工艺参数 ?激光功率 ?光束焦斑 ?功率控制 4优缺点 5应用 6混合焊接优势 1基本信息 激发电子或分子使其在转换成能量的过程中产生集中且相位相同的光束，Laser来自Light Amplification by Stimulated Emission Radiation的第一个字母所组成。 由光学震荡器及放在震荡器空穴两端镜间的介质所组成。介质受到激发至高能量状态时，开始产生同相位光波且在两端镜间来回反射，形成光电的串结效应，将光波放大，并获得足够能量而开始发射出激光。激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频（紫外光、可见光或红外光的电磁辐射束的一种设备。转换形态在某些固态、液态或气态介质中很容易进行。当这些介质以原子或分子形态被激发，便产生相位几乎相同且近乎单一波长的光束-----激光。由于具同相位及单一波长，差异角均非常小，在被高度集中以提供焊接、切割及热处理等功能前可传送的距离相当长。 世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生，因受限于晶体的热容量，只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达10^6瓦，但仍属于低能量输出。使用钕（ND）为激发元素的钇铝石榴石晶棒（Nd:YAG）可产生1---8KW的连续单一波长光束。YAG激光，波长为1.06uM，可以通过柔性光纤连接到激光加工头，设备布局灵活，适用焊接厚度0.5-6mm。使用CO2为激发物的CO2激光（波长10.6uM），输出能量可达25KW，可做出2mm板厚单道全渗透焊接，工业界已广泛用于金属的加工上。 早期的激光焊接研究实验大多数是利用红宝石脉冲激光器，当时虽然能够获得较高的脉冲能量，但是这些激光器的平均输出功率相当低，这主要是由激光器很低的工作效率和发光物质的受激性所决定的。激光焊接主要使用CO2激光器和YAG激光器，YAG激光器由于具有较高的平均功率，在它出现之后就成为激光点焊和激光缝焊的优选设备。激光焊接与电子束焊接
光器件激光焊接基础
激光焊接技术简介 2017-8-1 激光—全称为受激辐射光放大，它是一种新光源，其所具有的相干性、单色性、方向性与高输出功率等特点，是其它光源所无法比拟的。激光焊接是通过光学系统将激光光束聚集在很小的区域，焦平面上的功率密度可达到10×10w/cm2，在极短的时间内，使被焊处形成一个能量高度集中的局部热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点或焊缝。 激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105W/ cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107W/ cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。 热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。 激光深熔焊接的原理。 激光深熔焊接原理：一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达25000C左右，热量从这个高
温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材料、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。近年来，几乎所有的电子产品，如电脑、电视机、手机、数码相机以及许多电子元器件等，在生产制造中都不同程度地应用了激光焊接技术。 激光焊接设备 用于光器件封装的激光焊接设备主要有单光束焊接、三光束焊接和四光束焊接三种焊接设备，也有个别公司有用到双光束焊接设备，下面就谈谈这四种焊接的设备。 单光束激光焊机：顾名思义，单光束焊机每次焊接只有一束激光，在没有焊接时激光焊机会有一束红色的指示光束，此指示光束就是焊接时激光的前进路线。基本每台单光束焊机都配有一个显微镜，通过显微镜，可以清晰地观察到红色指示光束光斑聚焦在需要焊接的点上，
激光焊接技术应用及发展趋势
激光焊接技术应用及其发展趋势 摘要：本文论述了激光焊接工艺的特点、激光焊接在汽车工业、微电子工业、生物医学等领域的应用以及研究现状，激光焊接的智能化控制，论述激光焊接需进一步研究与探讨的问题。关键词：激光焊接；混合焊接；焊接装置；应用领域 引言 激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法，随着高功率CO2和高功率的Y AG激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束物镜等的研制成功，使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。目前的研究主要集中于C02激光和YAG激光焊接各种金属材料时的理论，包括激光诱发的等离子体的分光、吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、复合焊接、激光焊接现象及小孔行为、焊接缺陷发生机理与防止方法等，并对镍基耐热合金、铝合金及镁合金的焊接性，焊接现象建模与数值模拟，钢铁材料、铜、铝合金与异种材料的连接，激光接头性能评价等方面做了一定的研究。 一、激光焊接的质量与特点 激光焊接原理：激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。图1显示在不同的辐射功率密度下熔化过程的演变阶段[2]，激光焊接的机理有两种： 1、热传导焊接 当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。 2、激光深熔焊 当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在—起。 这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择，通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机理。这两种方式最基本的区别在于：前者熔池表面保持封闭，而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对系统的扰动较小，因为激光束的辐射没有穿透被焊材料，所以，在传导焊过程中焊缝不易被气体侵入；而深熔焊时，小孔的不断关闭能导致气孔。传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换，由传导方式向小孔方式的转变取决于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变，即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成，然后再转变为小孔方式。 1、激光焊接的焊缝形状 对于大功率深熔焊由于在焊缝熔池处的熔化金属，由于材料的瞬时汽化而形成深穿型的圆孔空腔，随着激光束与工件的相对运动使小孔周边金属不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝，其焊缝形状深而窄，即具有较大的熔深熔宽比，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：l，最高可达10：1。图2显示四种焊法在316不锈钢及DUCOLW30钢上的焊缝截面形
激光焊接基础知识
米亚奇公司 Nd（钕）:YAG激光器激光焊接指南 米亚奇公司2003年版 此处包含的材料，未经米亚奇公司书面同意，严禁复 制或用于任何用途 联系方式： 米亚奇公司 Myrtle大道1820号 蒙罗维亚CA, 91017-7133 Tel.: 626 303 5676 Fax: 626 599 9636 https://www.sodocs.net/doc/1d8153856.html,
目录 1.激光基础 1.1 介绍 1.2 激光产生的原理 1.3 Nd:YAG激光的介质 1.4 泵浦源 1.5 谐振器 1.6 激光安全 2.激光焊接基本原理 2.1脉冲激光焊接 2.1.1实时功率反馈 2.1.2输出功率斜波 2.1.3脉冲的成形 2.1.4时间的分配 2.1.5能量分配 2.1.6光束的传输 2.1.7聚焦头 2.2激光是怎么实现焊接的 2.3主要焊接参数 2.3.1接缝设计与配合 2.3.2部分聚焦 2.3.3材料的选择和其表面镀层 2.4激光的参数 2.4.1名词术语 2.4.2光学系统 2.4.3聚焦镜片 2.4.4峰值功率和脉冲宽度 2.4.5接缝的焊接 2.4.6保护气体 2.5焊接举例
1.激光基础 1.1介绍 “激光”一词是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（受激辐射而放大的光）的缩写，激光器的要素有： Nd:YAG激光器有两种类型，连续波的和脉冲波的，正如它们的名字所指，连续激光的波形要么是开，要么是关，但脉冲激光只用部分脉冲完成焊接。脉冲激光利用峰值功率进行焊接，反之连续激光使用的是平均功率，这使得脉冲激光只用很小的能量就能实现焊接，并形成了更小的热影响区，脉冲激光焊提供了无与伦比的点焊性能和极低的焊接热输入，米亚奇的就是脉冲激光焊机。 1.2激光产生的原理 激光本质上是分三步产生的，发生几乎是瞬间的。 1.泵浦源给介质提供能量，将介质内部原子激活，使得带电原子暂时被激发到 高能级，处在此活跃级的带电原子是不稳定的，于是跃迁到低能级，在这个过程中，从泵浦源吸收能量的电子释放多余的能量并辐射出一个光子，这个过程叫做自发辐射，通过这种方式产生的光子是激光的种子。 2.光子自发传播并最终撞击到别的处于高能级的电子，由于光速极快，处在激 发态的原子的密度很大，所以这个过程是极其短暂的，入射光子将电子从高能级激发到低能级并产生另一个光子，这两个光子是相干的，这意味着它们相位相同，波长相同，传播方向相同，这个过程叫做受激辐射。 3.光子传播方向是不定的，然而一些沿着介质传播的光子撞击共振器的反射镜， 又通过介质反射回来，共振反射镜决定了受激辐射的优先扩大方向，为了使
浅析我国焊接技术的现状与未来发展
浅析我国焊接技术的现状与未来发展 【摘要】在我国制造业发展的过程中，焊接技术是人们常用的加工工艺。本文通过对我国现阶段焊接技术的发展现状进行简要的介绍，阐述了我国焊接技术的未来发展趋势，以供相关人士参考。 【关键词】焊接技术；材料；发展现状；发展趋势 随着科学技术的不断发展，焊接技术也在进行不断的创新和发展，这不仅有利于我国社会经济建设，还有效的促进了我国现代制造业的发展。目前，人们为了推动缓解制造技术的创新和发展，也将许多先进的科学技术和科学理念应用到其中。下面我们就对我国焊接技术的现状和未来发展趋势进行介绍。 一、我国当前焊接技术的发展现状 目前，在我国社会经济发展的过程中，人们对生活水平的要求也越来越高，而钢结构材料作为我国城市建设、社会发展的基础材料之一，人们对其材料性能的要求也在逐渐的提高，因此我们在对其进行相关的加工处理施工的时候，人们就对焊接技术进行严格的要求，从而使其焊接技术的加工处理效果满足工程设计的相关要求。而随着电子信息化时代的到来，人们也将许多先进的科学技术应用到了焊接加工技术当中，从而实现了焊接技术的自动化。这不仅有效的加快了焊接施工的工作效率，还大幅的提高了焊接的质量。目前，我们也已经将焊接技术应用到各个行业当中，并且还充分的利用了计算机技术和防治设计受到，来对焊接过程中产生的应力变形进行相关的控制。如今，在我国焊接技术创新发展的过程中，人们已经开始全面的对焊接介绍的内容展开了全面的分析，进而有利于我国焊接技术的发展。 二、当前我国焊接学科研究成就及进展 1.高品质焊接材料的生产与应用 钢铁生产技术的产生和发展都和焊接技术有着密切的关系，人们可以通过焊接来对钢铁材料的性能进行全面的提高。但是，在对其进行焊接施工处理的过程中，施工人员没有严格的按照工程施工的相关标准来对其进行焊接处理，使其自身结构的平衡性结晶组织出现问题，那么这就对钢铁焊接材料的品质有着一定的影响。为此要实现高品质焊接材料的生产，施工人员就要结合相关的焊接要求，来对其焊接材料、金属质量以及纯度等各个方面进行严格的控制，尽可能的避免人们在对金属材料进行焊接加工处理的过程中出现问题。而随着科学技术的不断进步，人们也将焊接技术应用到了复合合金材料的加工制作当中，这就给我国焊接技术带来了新的发展空间和挑战。目前，人们在对金属材料进行焊接加工的过程中，药芯焊丝技术在其中有着十分重要的作用，因此在对其焊接施工前，施工人员就要对其进行严格的要求。不过，和国外发达国家相比，我国在药芯焊丝的生产技术上还存在着一定的缺陷，为此我们在对高品质焊接材料进行生产和应用
浅析激光焊接机之深熔焊接工艺
浅析激光焊接机之深熔焊接工艺 激光焊接是一种非接触式、高精度、高效的焊接方式。 激光焊接工艺可分为热传导焊和深熔焊。今天，佛山富兰激光 主要为大家浅析一下深熔焊接工艺。 深熔焊，也可称作为深度穿透焊接。这种工艺不但能完全熔透 材料，还能使材料汽化，形成大量等离子体，由于热量较大，熔池 前端会出现匙孔现象。深熔焊能够彻底焊透工件，且输入能量大、 焊接速度快，是目前使用最广泛的激光焊接模式。 激光深熔焊接过程中，激光聚焦在一起从而在金属上形成极高 的功率密度。激光束聚焦的部位会使所焊接的金属气化，令工件熔 池中出现一个盲孔(即深熔孔)。金属蒸汽压力会挡住周围熔化的金属，使盲孔在焊接过程中始终处于开口状态。激光功率主要在蒸汽 与熔体边界和深熔孔壁处被熔体吸收。聚焦的激光束和深熔孔沿焊 接轨迹持续移动。焊接材料在深熔孔前方熔化，并在后面重新凝固 形成焊缝。 激光深熔焊的特征 1、深宽比高：因为熔融金属围着圆柱形高温蒸气腔体形成并延 伸向工件，焊缝就变得深而窄。 2、热输入小：因为小孔内的温度非常高，熔化过程发生得极快，输入工件热量很低，所以热变形和热影响区很小。 3、致密性高：因为充满高温蒸气的小孔有利于焊接熔池搅拌 和气体逸出，导致生成无气孔的熔透焊缝。焊后高的冷却速度又易 使焊缝组织细微化。所以致密性非常高。 4、焊缝强固：焊接过程无需电极或填充焊丝，熔化区受污染少，使得焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母体金属。 5、控制精确：因为聚焦光点很小，激光输出无“惯性”，可在 高速下急停和重新起始，用数控光束移动技术则可焊接复杂工件， 且定位精确、焊缝美观。 6、非接触式焊接：因为能量来自光子束，与工件无物理接触， 所以没有外力施加工件。还有，磁和空气对激光都无影响。
激光焊接工艺实践课程学习指南讲解
《激光焊接工艺实践》课程学习指南 一、课程资源导航 二、学前要求 学习本课程需要有一定的预备基础知识，需要配置一台计算机，对计算机具体要求如下： (一) 必备基础 学习本课程的学习者必须具备一定的基础： 1.会熟练使用计算机，如常用操作系统Windows XP或者Linux，还有常用软件如PowerPoint、Word等； 2.一定的激光加工技术和工程材料学知识。 (二) 软硬件环境 1.硬件环境：
三、学习目标与要求 课程设置是基于光机电应用技术专业职业岗位能力的培养需要，要求学生通过视频课件、动画和现场实训操作等多种学习资源，掌握激光焊接原理、工艺特点和应用领域。通过本课程学习，学生不仅应该掌握激光焊接加工的基础理论，更要培养、锻炼实际动手操作能力，从而使其在掌握专业知识的基础上获得所需要的职业技能。具体要求如下： ?了解激光焊接工艺的过程和机理； ?学习根据材料特点和焊接工艺要求来选择合适的激光焊接设备； ?针对不同激光焊接设备，学会选择合适的激光焊接参数并能够对设备进行调试、维护； ?针对不同激光焊接过程，学会分析影响焊接质量的因素和解决的措施； ?学习激光焊接的安全操作常识和正确的操作规范。 四、学习路径 1.学习模式 在校学生学习方式：课堂学习+操作实训+网络辅助+标准化试题库考试 网络学习方式：教材自学+按课件学习+网上导学+实训实验+标准化试题库考试2.课程知识学习路径 按知识点渐进式学习：先导课程为激光加工原理、工程材料学等。 3.推荐书籍和参考 （1）郑启光，邵丹编著，激光加工工艺与设备，北京：机械工业出版社，2009,10；（2）刘其斌编著，激光加工技术及其应用，北京：冶金工业出版社，2007；（3）蒙大桥，张友寿，何建军等译，材料激光工艺过程，北京：机械工业出版社，2012,9； （4）现代激光焊接技术，陈彦宾，科学出版社，2010，,10； （5）激光焊接与切割质量控制，陈武柱，机械工业出版社，2010。 五、考核标准 学生学习考核标准请参见本课程资源“考核方案”
焊接技术应用专业
河北省中等职业学校骨干专业汇报材料 评审学校：唐山劳动高级技工学校 专业名称：焊接技术应用 专业代码：052200
一、专业设置基本情况 焊接技术应用专业成立于1974年，2010年被命名为唐山市示范专业，2012年被评为国家高技能人才培养基地，2014年确定为国家中等职业发展改革示范校重点专业。为唐山市装备制造业发展培养了大批优秀毕业生，培养出全国劳动模范、首席焊接专家钟秉锐等一大批高技能人才，目前拥有329多名学生，教师26人。 为建立适合区域经济发展的校企“产学结合、工学交替”的人才培养模式，加强学校与企业、教学与生产的紧密结合，建立学校与企业“双定双进”的合作机制，使专业建设指导工作主动、灵活地适应社会需求，更有效地为地方经济发展服务，我院聘请行业专家组建专业建设团队，成立专家委员会，定期召开专家座谈会，制定焊接技术应用专业建设规划与实施方案，并结合企业的需求，不断改进调整。 二、教学与改革创新 在行业企业充分调研基础上，以企业专家为引领，确定了“产学结合，工学交替”人才培养模式，从“师资、设备、教材、教法、环境”五个保障要素入手，进行“生产、教学、工作、学习”相融合的人才培养，在深入调研和专家委员会的指导下，完成了模块化的中、高级工和预备技师课程体系设置。 开发了以培养学生核心价值观的校本教材《人才读本与企业文化》，编写了适应“产品+课题”专业教学的《焊工工艺与技能训练》和《焊接专业机械制图》校本教材，适应新岗位、新技能需要，编写了《焊接机器人操作指南》、《先进焊接技术》校本教材，为使学生具备能用会修焊接设备的技能，编写《焊机维修》校本教材。 优化实践教学环境，将实训室从设备、材料、流程等要素，按照岗位要求进行改造和新建，为学生创造学习+操作的成长环境。创建了以课题为引领、产品作载体的“产品+课题”教学模式，深化了“做中教、做中学”，实现了教学内容项目化，教学方式工作化、教学环境职场化、教学成果产品化的目标。制定了新课堂教学评价标准，由企业、学校、学生多方参与评价，使教学质量显著提高。青年教师杨学军在2016年6月参加省中等职业院校创新杯说课大赛（机械类）二等奖，在2016年唐山市教学成果评比中，蒋志林获得教案一等奖，多媒体课
机床行业焊接技术的应用
机床行业焊接技术的应用 机床行业的焊接技术的应用是随着国外引进产品技术发展起来的。同时，国内焊接技术的发展也促进了机床行业焊接技术的应用。目前，在机床行业中应用的主要焊接技术有以下几个方面: 1.钢板预处理技术应用 机床行业的钢板预处理生产线，是1993年由济南第二机床厂开始使用的，它是在造船行业、重机行业、矿山行业使用的基础上开始的。该预处理生产线是由该厂和青岛第三铸造机械厂联合开发制造，其主要工艺流程为：钢板校平、预热、抛丸除锈、自动喷漆、烘干，全长60米。主要技术参数为：钢板校平厚度8～40mm，校平宽度３ｍ；预处理钢板厚度8～160mm，有效宽度3ｍ；处理结构件最大规格为1500（宽）×800（高）；预处理速度为0～4m/min；年处理能力为４万吨/年；采用了PC自动控制和手动控制两种方式。该钢板预处理生产线,解决了原材料的锈蚀、氧化皮等不良因素，提高了数控切割落料质量和机床产品的外观质量。 2.数控切割技术应用 1982年由济南第二机床厂开始将国产数控切割机应用于钢板零件的切割落料之中，1988年开始应用了计算机自动编程套料技术，使钢板利用率由70％提高到74％；1992年济南第一机床厂引进了美国等离子数控切割机和激光数控切割机，开始了机床行业数控等离子和激光切割的应用，使厚度为0.5～8mm的薄钢板切割精度达到了0.5～1mm。"七五"期间，济南第二机床厂开发研究了厚钢板数控精密切割技术，使厚钢板数控精密切割厚度达到了275mm，该项目获得了机械部机床行业"七五"工艺成果一等奖。1993年，济南第二机床厂通过引进数控水下氧气等离子切割机，使机床行业数控等离子碳钢切割厚度由8ｍｍ提高到了25mm，减少了中厚板的切割变形，提高了中厚钢板零件的切割精度和切割质量。
激光焊接机的日常维护及注意事项
激光焊接机的日常维护及注意事项 激光焊接机的日常维护及注意事项 (1) 激光谐振腔的调整步骤如下： (2) 1.检查基准光源 (2) 2.调整输出镜(输出介质膜片)位置 (2) 3.检查YAG棒的安装位置 (2) 4.调整全反镜(全反介质膜片)位置 (2) 5.检查光闸的位置 (3) 冷却系统的维护 (3) 1、冷却系统维护的主要内容 (3) 注意事项 (4) 注意：激光器维护的必须由经过专门培训的人员进行，否则容易产生严重的人为损坏。 1、为了保证激光器一直处于正常的工作状态，连续工作二周后或停止使用一段时间时，在开机前首先应对YAG棒、介质膜片及镜头保护玻璃等光路中的组件进行检查，确定各光学组件没有灰尘污染、霉变等异常现象，如有上述现象应及时进行处理，保证各光学组件不会在强激光照射下损坏。(若设备的使用环境比较清洁，上述检查可以相应延长至一个月甚至更长) 2、冷却水的纯度是保证激光输出效率及激光器聚光腔组件寿命的关键，使用中应每周检查一次内循环水的电导率，保证其电导率30.5MW·cm，每月必须更换一次内循环的去离子水，新注入纯水的电导率必须32MW·cm。随时注意观察冷却系统中离子交换柱的颜色变化，一旦发现交换柱中树脂的颜色变为深褐色甚至黑色，应立即更换树脂。 3、设备操作人员可以经常用黑色像纸检查激光器输出光斑，一旦发现光斑不均匀或能量下降等现象，应及时对激光器的谐振腔进行调整，确保激光输出的光束质量。 警告：直接的强激光照射可以对人体皮肤产生严重伤害，特别是将使眼睛致盲，调试操作人员必须具备激光安全防护的常识，工作中必须佩带针对1.064mm波长的专用激光防护眼镜。 注意1：当强激光直接照射到木材等易燃品时会产生明火，调试过程中应在激光输出的光路上放置一块吸收性能良好的黑色金属材料作为光束终止器，防止引起火灾事故。 注意2：激光器的调整必须由经过专门培训的人员进行，否则会因激光器失调或调偏造
激光焊机的焊接质量浅谈
激光焊机的焊接质量浅谈 发表时间：2018-12-18T10:15:41.067Z 来源：《基层建设》2018年第33期作者：张锁瑶 [导读] 摘要：激光焊接，指将传统的焊接技术和激光技术进行结合，目前激光焊接技术的发展，是由于它能量源是具有高能量密度的激光束，直径小，能量大，焊接材料的热影响区域小，母材热变形小，焊接质量稳定，故焊接技术被广泛应用到车，船舶等各个前沿领域中应用越来越广泛。 哈尔滨电气动力装备有限公司黑龙江哈尔滨 150000 摘要：激光焊接，指将传统的焊接技术和激光技术进行结合，目前激光焊接技术的发展，是由于它能量源是具有高能量密度的激光束，直径小，能量大，焊接材料的热影响区域小，母材热变形小，焊接质量稳定，故焊接技术被广泛应用到车，船舶等各个前沿领域中应用越来越广泛。 关键词：激光焊机；焊接；质量 根据焊机实际情况的需求，激光焊机以其焊接速度快，焊接质量高，具有操作简单，安全性能高，生产效率高等优势。 一、激光焊机焊接工艺特点 在焊接材料范围和焊接条件及焊接效果等方面有显著的区别。除了对焊件装配精度要求高以外，与传统焊接方比较具有显著的优点：加热范围小，焊缝和热影响区窄，接头性能优良；残余应力和焊接变形小，可以实现高精度焊接；可对高熔点、高热导率，热敏感材料及非金属进行焊接，可焊接难熔材料如钛，石英等，并能对异性材料施焊，效果良好；能在室温或特殊条件下进行焊接。焊接速度快，易于实现自动化，生产率高。因而在生产中高能束成为焊接技术发展的主流。激光焊接过程产生的金属蒸气和保护气体，在激光作用下发生电离，从而在小孔内部和上方形成等离子体。等离子体对激光有吸收、折射和散射作用，因此一般来说熔池上方的等离子体会削弱到达工件的激光能量，影响光束的聚焦效果，对焊接不利。 二、激光焊机的焊接焊缝质量系统 焊接质量的好坏，取决于来料带钢的板型，设备精度和焊接参数的设定。来料可能会带头和带尾处有浪，带钢夹杂，镰刀弯，厚度不均等情况，都会大大影响焊接质量；设备需要自动调节焊接缝隙，焊接速度，激光功率，焦点位置等焊接动作，如果设备精度下降后，设定值与实际值的差别焊接会导致明显的焊接缺陷；焊接参数的确定大都是在生产线进行大批量生产之前，进行焊接实验而得出的，但在面对偶发性焊接异常时，需要调节一个或者多个参数进行焊接。在操作界面上，可激活所选择的信号进行查看图像界面实时拍摄间隙照片、焊缝照片及熔深照片，最后每条焊缝以焊缝数目号命名，将数据以文本格式保存于电脑中。操作人员在生产过程中，一般会参照其中一条或几条曲线来进行分析，观察整条曲线的走向和趋势，判断此条焊缝是否满足生产强度，从而进行下一步操作。需要格外注意的几个曲线数据为： 1.欠充满。指焊缝的“下凹”程度，由于激光功率太大或者间隙太大，速度过慢都会导致欠充满，如果欠充满超出允许范围之外，表征此条焊缝“太薄”，在生产过程中，很可能由于承受不住生产线张力而发生撕裂甚至断带。 2.过充满。过充满太大相当于焊趾太高，通俗的指焊缝的“上凸”程度， 图1焊缝欠充满实物 由于激光功率太小或者间隙太小，速度过块都会导致过充满，焊接间隙内，钢水无法完全的稳定的分布在母材剪切间隙中，一大部分只是流到了焊缝的表面上，导致的结果是焊缝内在连接差，如果过充满超出允许范围之外，表征此条焊缝中间未良好的连接，强度不够，易发生撕裂甚至断带。 图2焊缝过充满实物 3.渗透。指在焊接过程中，从下表面向焊缝观察激光强度，来表征激光是否穿透母材，激光焦点表征了激光能量最强的点，生产中为了确保能量足够焊接，会对激光焦点进行标记，如果焦点与母材厚度不匹配，激光很可能会能量不足，材料熔融不良，导致焊接不良。由于激光焦点太高会使得渗透值几乎为零，激光焦点太低会造成激光亮度太强渗透值超出允许的范围。 4.高度偏差。指两根带钢的头尾相对厚度。焊机在接收数据后，会根据参数自动调节出入口侧焊头的距离，来使得两根带钢中部对接中部，焊接有足够的材料融合。高度偏差曲线整体大于或小于允许值，表征两根带钢焊接并不在同一水平面上，出现“错层”现象，强度会下降。如果曲线波动较大，表征带钢的板型不良，需要采取其他手段来进行改进。 三、激光焊接技术的研究与应用 从焊接的工艺过程来看，激光的焊接质量与小孔效应的形成和焊接过程等离子体作用有关，经过进一步研究发现激光焊接质量与焊接原料、激光工艺参数和激光光束特性等诸多因素有关系。下面详细列出在生产应用中总结的各特征参数和工艺参数与焊接质量之间关系的研究结果。 1.激光焊接质量与光束能量特性的关系，光束的能量特性主要包括激光束的波长和光束的功率与功率密度。在激光焊接中，起主要作用的是激光功率密度值。这是由于对于不同的材料都有一个临界功率密度阈值，只有激光束焦点的功率密度值超过这个阈值，才能形成小孔，获得深熔焊接。这对于波长10.6μm的激光束具有重要的意义。因为金属材料对这种波长的激光束是强烈反射的。只是由于形成了小孔效应，材料对激光束的吸收机理由金属表面吸收变为小孔吸收，大大增加了材料对激光束的吸收率。