LBW焊,雷射焊的原理,雷射焊的類型及其套用,
LBW焊
LBW(Laser Beam Welding),雷射焊的英文縮寫,即利用雷射的高能量密度熔化工件焊縫以實現焊接的過程。
雷射焊的原理
雷射對金屬材料的焊接,本質上是雷射與非透明物質相互作用的過程。這個過程及其複雜,微觀上是一個量子過程,巨觀上則表現為反射、吸收、熔化、汽化等現象。
(1) 光的反射及吸收
當能量為的雷射照射到材料表面時,部分能量被反射,部分能量被吸收,對材料透明,還有部分被反射。當雷射垂直入射時,金屬表面反射比為
式中,n為折射率;K為金屬表面的吸收係數。
(2) 材料的無損加熱
金屬對雷射的吸收實際也是光能向金屬的傳輸。一旦雷射光子入射到金屬晶體,光子與電子發生非彈性碰撞,光子將其能量傳遞給電子,是電子有原來的低能級躍遷到高能級。與此同時,金屬內部的電子間也在不斷地互相碰撞。每個電子兩次碰撞間的平均時間間隔為s的數量級,因而,吸收了光子並處於高能級的電子將在與其他電子的碰撞以及與晶格的互相作用中進行能量的傳遞。光子的能量最終轉化為晶格的熱振動能,引起材料溫度的升高,並以熱傳導的方式向四周或內部傳播,改變次材料表面及內部溫度。
雷射焊的類型及其套用
(1)雷射焊的類型 根據雷射對工件的作用方式,雷射焊接可分為脈衝雷射焊和連續雷射焊。在脈衝雷射焊大量使用的脈衝雷射器主要是YAG( Yttrium Aluminium Garnet-----釔鋁石榴石 )雷射器。若根據雷射對材料的加熱機制和實際作用在焊件上的功率密度,雷射焊接可分為熱傳導雷射焊( 功率密度小於/)和深熔雷射焊( 功率密度大於等於/)。
(2) 雷射焊接的套用
在航空航天的套用:發動機殼體、風扇機匣、燃燒室、流體管道、機翼隔架、電磁閥、膜盒等。
在航海的套用:艦船鋼板拼焊。
在石化油的套用:濾油裝置多層網板。
在電子儀表的套用:積體電路內引線、顯像管電子槍、全鉭電容、速調管、儀表遊絲、光導纖維等。
在機械行業中的套用:精密彈簧、針式印表機零件、金屬薄壁波紋管、熱電偶、電液伺服閥等。