In-depth understanding of laser welding: working principle and application

深入了解激光焊接:工作原理及应用。 激光束将金属或热塑性塑料连接在一起形成焊缝。 作为这样的集中热源,激光焊接可以以每分钟米的高焊接速度在薄材料上进行。而在较厚的材料上,可以在方边部件之间产生窄而深的焊缝。

laser welding working principle and application

2种激光焊接模式

激光焊接的原理可分为两种根本不同的操作模式。它们是热传导焊接和激光深熔焊。 激光束与其焊接材料的相互作用模式将取决于光束撞击工件的功率密度。 当功率密度小于104-105W/cm2时,为热传导焊接。 此时熔深浅,焊接速度慢; 纵横比。

Laser welding is usually done with a keyhole mechanism using higher power densities. When a laser beam is focused on a spot small enough, to produce a power density of typically >106-107 W/cm2, the material in the beam path not only melts but evaporates.A large amount of heat is then carried away by conduction. Focused laser beam It then penetrates the workpiece, creating a cavity known as the “keyhole”.It is filled with metal vapor. (which in some cases can even be ionized, forming a plasma).

高功率密度激光聚焦在工件表面并蒸发形成小孔。 这个孔吸收了所有入射的光能。热量从高温腔体的外壁传递来熔化腔体周围的金属。 材料在激光束照射下不断蒸发产生高温蒸汽,液体在孔壁外流动形成的壁层表面张力与孔腔内不断产生的蒸汽压力平衡,保持动态 平衡。

光束连续进入小孔,孔壁周围的熔融金属随着前导光束向前移动,熔融金属充满小孔留下的空隙并凝结,从而形成焊缝。

激光焊接的应用

激光焊接主要应用于造船、汽车、航空航天、机械制造等诸多领域。 例如在汽车行业,拼板焊接可以将不同材质和厚度的钢板连接起来,这样可以减轻车身重量,减少材料浪费。 在航空制造业中,飞机的机身是由很多零件组成的。 激光焊接取代了传统的铆钉连接技术,使机身重量减轻了15%。 在造船行业,激光焊接技术具有效率高、熔深大等特点,可以减少船坞焊接工作量,提高制造精度。