激光焊的特点及其应用

激光焊的特点及其应用一、激光焊的特点1、优点激光焊是以高能量密度激光束作为热源的熔焊方法。采用激光焊，不仅生产率高于传统的焊接方法，而且焊接质量也得到显著提高。与一般焊接方法相比，激光焊具有以下特点。1）聚焦激光束具有很高的功率密度(105~107W/cm2或更高)，加热速度快，具有高深宽比（在穿孔焊接的情况下，焊缝深度与宽度之比可以达到10:1），焊接速度快特点，可实现深熔焊和高速焊。激光焊接可以实现电脑或者数位控制，焊接速度相比传统焊接要快3-5倍，可明显提高焊接效率，提升整体制造效率。2）焊缝平整美观，焊后无需处理或只需简单处理工序，同时焊缝质量高，无气孔，焊后组织可细化，焊缝强度、韧性相当于甚至超过母材金属。4）激光加热范围小(<1mm),在同等功率和焊件厚度条件下，可将热量输入减少到最小所需量，热影响区变化范围小，热传导引起的变形也最低。5）激光能发射、透射，能在空间传播相当距离而衰减很小，通过光导纤维、棱镜等光学方法弯曲传输、偏转、聚焦，并精确控制，聚焦光点小，可高精度定位，易实现自动化，特别适合于微型零件、难以接近的部位或远距离的焊接。6）激光在大气中损耗不大，可以穿过玻璃等透明物体，适合于在玻璃制成的密封容器里焊接铍合金等剧毒材料，同时激光不受电磁场影响，不存在射线防护，也不需要真空保护。7）可焊接某些异种材料和一般焊接方法难以焊接的材料，如高熔点金属、非金属材料（如陶瓷、有机玻璃等)、对热输入敏感的材料都可激光焊，且焊后无需热处理。8）激光焊接技术属于非接触式焊接，焊接方式不同于传统焊接，无需使用电极，对机具的损耗和形变影响非常少，能够将热入量很大限度的降低，降低因热传导产生的不利影响发生率。2、局限性1）由于光束质量和激光功率的限制，激光束的穿透深度有限，高功率、高光束质量的激光器加工成本高，激光器特别是高功率连续激光器，价格昂贵，目前工业用激光器的最大功率为20kW,可焊接的最大厚度约20mm,比电子束焊小得多。2）激光束直径很小，热作用面积窄，因此对工件的加工、组装、定位要求均很高。3）激光器的电光转换及整体运行效率都很低，光束能量转换率仅为10%~20%。4）高功率激光束焊接时，等离子体的控制变得更加困难，焊接过程的稳定性变差，甚至出现屏蔽效应，导致熔深减小。因此，激光焊接一般用于焊接较薄的材料。5）激光很难焊接高反射率和高导热率的材料。熔池的快速凝固使它们容易出现气孔和冷裂纹。同时，合金元素和杂质元素容易偏析，产生热裂纹等缺陷。二、激光焊接应用随着激光应用技术的发展，激光焊接技术被广泛应用众多领域。1、汽车工业。激光焊接非接触式加工，速度快，对产品无污染，适合汽车等高端消费产品的生产工艺需求，铝合金采用激光焊接，不仅大大减轻了车身重量，而且减少了制造汽车的工序，提高了生产效率，在汽车行业应用越来越广。汽缸盖垫片、油嘴、火花塞等汽车零部件常采用中低功率的脉冲激光焊接。2、电池行业。动力电池生产，从电芯制造到PACK组装，激光焊利用激光束优异的方向性和高功率密度来高效完成工作。尤其是适用于于动力电池结构中多种材料，如钢、铝、铜、镍制成的电极、导线或外壳等。

手机和大部分打码产品的电池都是激光焊接的。激光焊接机与自动工作台相结合，可高效环保地焊接美观的锂电池和铝电池。3、电子工业。激光加工是一种非接触式加工方式，不会产生机械挤压或机械应力，特别符合电子行业的焊接加工要求，如：变压器、电感器、连接器、端子、光纤连接器、传感器、变压器、开关、微电子元件、集成电路引线等的焊接。

同时由于激光焊接热影响区小、加热集中快、热应力低，在集成电路和半导体器件外壳的封装中显示出独特的优势。4.珠宝行业激光加工精度高，非常适合珠宝行业的贵重小产品。激光聚焦光束极细，通过显微镜放大，将首饰的细小部分放大，实现精密焊接。首饰链的连接和宝石的镶嵌需要用激光点焊机完成。5、建材行业激光焊接具有良好的精度和外观，在高端卫浴不锈钢产品的激光打标和激光焊接方面有着广泛的应用。如：把手、水龙头、不锈钢餐具、刀具等，高档电热水壶等封口也采用激光焊接完成。激光焊接也广泛应用于厨具行业大量钣金件，例如：厨具餐具的组焊和对焊，模具制作和使用过程中的修复和修改。在灯饰行业中，手持式激光焊解决了灯饰形状结构的复杂性，可随意移动焊接角度，达到很好的焊接效果。6、模具制造业由于采用非接触加工方式，激光加工特别适用于模具和高精度机械制造行业，如塑料模具、橡胶模具、冲压模具、铸造模具、锻造模具，拉丝模具的精密修复。激光焊接修复技术不仅可以用于修复模具磨损，还可以实现小而精的精密焊接，修复后不会出现变形和气孔。7、生物医学。与传统的缝合方法相比，激光焊接具有吻合速度快、愈合过程中无异物反应、保持被焊接部位的力学性能、根据其原有的生物力学