激光密封技术-科技文作业

激光密封技术激光密封技术 1 1 激光焊接的基本原理 激光焊接的基本原理 激光焊接是用激光束将被焊金属加热至熔化温度以上熔合而成 焊接接头 激光一般是 1 06 m 波长的 YAG 激光 当作用于金属表 面时大部分被反射 吸收率较低 但当金属达到熔化状态时 吸收 率急剧上升 从而给激光焊接提供了有利的条件 激光焊接时功率 密度须在 1 55 104w cm2 1 55 105w cm2 以上 热导焊过程机理热导焊过程机理 热导焊时 激光辐射能量只作用于材料表面 其下层材料的熔 化是靠热传导进行 因而其熔化深度受到材料导热性的限制 激光 能量为表层 10 100nm 的薄层所吸收 激光照射经过一定的时间 t 后 表面达到熔化 这一熔化温度的等温线向材料深处传播 表面 温度继续升高 但最高只能达到汽化温度 再升高材料将形成破坏 因此 用这种加热方法所能达到的熔化深度是有限制的 深熔焊过程本质深熔焊过程本质 由于 CO2 激光器向高功率发展 自 1971 年开始报导深熔焊以来 已得迅速发展 据报导现已研究过 90kw 的深熔焊 能焊厚度 5cm 使激光焊从微型焊范畴发展到应用于一般机械制造 当激光功率密度达到 10 107w cm2 时 功率输入远大于热 传导 对流及辐射散热的速率 材料表面发生汽化而形成匙孔 孔 内金属蒸汽压力与四周液体的静力和表面张力形成动态平衡 激光 可以通过孔中直射到孔底 称为匙孔效应 匙孔的作用和黑体一样 能将射入的激光能量完全吸收 激光停止后四周的熔化金属迅速将 小孔填满而成焊缝 焊缝窄而深 其深宽比可达 12 1 以上 焊接参数对激光焊接质量的影响焊接参数对激光焊接质量的影响 激光脉冲宽度 脉冲频率 运行速度 激光功率 工件状态 结构 形式 表面清洁状态 间隙等 有无惰性气氛保护等都对壳体密封 焊缝质量有着相关的影响 不同脉宽下 O 2 0 5 2 4 6ms 的焊接试验表示 小脉宽 多适于切割 大脉宽才适于焊接 我们知道激光热导焊是通过热导 来焊上的 脉宽小 单位脉冲的停留时间短 不利于热传导 熔深 受限 只有单位脉冲的停留时间长了焊接效果才好 通过试验 我 们认为 4ms 的脉宽较为适于焊接 脉冲频率应足够高 由于焊接时是一个点 一个点的焊 则点光 斑与要邻点光斑应有足够的重合量才能保证气密性 运行速度最快 受频率限制 保证焊缝无断点 运行速度慢 焊接效果好 熔深深 焊缝叠架密实 但太慢易造成材料汽化飞溅和影响生产率 激光功率的施加应保证焊接处达到 1 55 104W ClTl2 1 55 105w cm2 以上的功率密度 太低 焊 缝浅或根本就不熔化 太高 则容易造成材料汽化飞溅 有惰性气体 氮 氩等 保护则氧化少 焊缝表面及撕为面颜色 鲜亮 焊缝质量高 无惰性气氛保护时焊缝表面及撕断面颜色较暗 淡 较脆 2 2 激光焊接的工艺流程 激光焊接的工艺流程 对于微组装件壳体激光密封焊接一般有如下的工艺流程 待封壳体检查 待封壳体处理 去氧化层 清洁 待封壳 体夹持 激光焊接参数设置 焊接轨迹校 定位 激光施焊 焊后焊缝检查 返修 检查盖与壳体框有无异常情况 盖的平整以及与框能否压密实 以及其它一些影响焊接的因素和结构形式等 以物理 化学方方式去除焊接面的氧经层 去除油脂 沾污等 对要封的镀金壳体 盖一般只以酒精棉球擦拭即可 以夹具夹持壳体保证焊接面紧密接触 焊接面平整与光束相垂 直 另外夹具还应能起到对焊件进行传热冷却之功效 根据密封壳体材料 厚度等要素设定激光焊接参数 脉宽 频率 速度 功率 偏焦量等 校 定位的目的是使激光施焊的轨迹应与焊接接触处一致 并 定位于施焊起点处 微机程序控制下打开激光 对密封本进行激光热导雾尹 检查焊缝外观有无气孔 分离等影响气密性的质量问题 缺陷处去氧化层 清洁处理后再以上述