激光焊接的基本知识和技巧

激光焊接是使用激光器的金属加工技术领域，广泛用于各种工业领域，例如汽车，精密设备，电器，航空航天和医疗服务。这次，我将从激光焊接的许多应用中选择激光焊接，该激光焊接在钣金加工领域中特别使用并引入其基本问题。

什么是激光焊接？ （特征）

首先，“ Laser ”是一个单词，是通过通过刺激辐射“刺激发射”来取出英语术语“光放大”的单词。

当您第一次考虑含义时，它似乎有些复杂，但是实际上，只要您将其理解为“人造光”，您就会对。与我们每天看到的阳光和照明之类的普通光相比，激光作为人造光具有常数“波长”，“相”和“方向”的特征。通过调整并使用这三个元素共同称为“ Cooherence ”，激光器可用于各种处理。激光焊接是一种处理方法，它会聚焦激光光作为人造光，并照射物体部分融化并固化金属以连接金属。当在钣金加工领域中引入激光焊接时，它具有诸如对热变形的易于抑制，易于管理焊接条件的管理以及与弧焊接相比，这是一种先前的处理方法。

激光焊接原理

在激光焊接中，使用激光振荡器来产生激光，该激光成为热源，然后使用光纤将其放大和传输。灯首先传播到工件附近。在此阶段需要激光处理头。激光处理头内提供透镜，以将传输激光聚焦为适合处理的状态。经过

借助镜头将光聚焦，光能可以集中在较小的区域上，从而获得较高的熔融金属能量。为了防止熔融金属的氧化，通常在吹屏蔽气体（例如氩气或氮）时进行焊接。

激光焊接类型

让我们看一下适合手动焊接金属加工的激光焊接类型。使用YAG激光器的便携式激光焊接机是1990年代首次在日本流行的。从那时起，日本金属行业长期以来一直认为“激光焊接机= YAG激光”，但是在2010年代中期推出了纤维激光焊接机之后，纤维激光器已成为最近几年便携式激光焊接机的主流。此外，还有使用磁盘激光器制造的便携式焊接设备。

使用纤维激光焊接机手动焊接

·YAG激光焊接

YAG是一种称为Yttrium铝石榴石的晶体。 YAG激光器通过将强光照射到YAG晶体来产生激光。 YAG激光器的波长为1064nm，很容易被金属吸收，因此它们可以用更少的能量融化金属，这适用于激光焊接。另一方面，为了产生激光灯，有必要闪烁闪光灯，并且由于高温，冰箱需要冷却振荡器到焊接火炬，因此功率消耗很大，并且用于处理的能量要小于使用的电力，因此在某些情况下也没有渗透。消耗品（例如冷却水和灯）的维护成本负担也很大，可以说这是使用的主要劣势。

·纤维激光焊接

纤维激光器是一种激光器，使用光纤扩增和传输产生的激发光，并且波长为1070nm，很容易被金属吸收。在许多激光器中，它具有特别高的能量密度，并且具有易于收敛的特征，其主要优势是它可以实现金属的深层融化。与Yag激光相比，它具有许多优势，例如深层融化，低运行成本以及调整和维护的几乎没有麻烦和成本，并且近年来它的受欢迎程度已加速。尽管纤维激光器具有高功率和高效率的特征，但如果功率过高，则在制造产品时通常会限于大约1kW的功率。当追求更高的功率和更大的穿透深度时，可以研究机械焊接和机器人焊接。

·磁盘激光焊接

磁盘激光器是一种激光器，使用磁盘形yag晶体来放大产生的激发光，然后使用光纤传输。德国的Kuaitong公司成功地实现了高功率和稳定，因此作为工业激光已广受欢迎。近年来，它的可能性已经重新审查，新用途的开发也在积极进行。日本没有一个可以使用磁盘激光器进行手动焊接的设备，但是拥有Kuaitong的激光切割机的用户可以选择引入用于手动焊接的焊接火炬。

激光焊接的优点和缺点

钣金加工中使用的激光焊接具有以下优点，而Tig焊接过去曾被广泛使用：

·甚至薄板的较小的热变形

TIG焊接具有较浅的焊接渗透和较大的热影响层，因此向金属的焊接线能量很大，并且该产品的热变形将较大。产生的热变形的处理很大程度上取决于工匠的技能，这是TIG焊接中最困难的部分。另一方面，激光焊接使用聚焦激光器将高能量集中在较小的焦点上以融化金属，因此焊缝穿透宽度较窄，并且受热影响层较小，因此发生热变形的可能性较小。另外，在经常打开和关闭激光的“脉冲振荡”中，重复熔化和凝固每秒几次至数十个次，因此可以抑制变形。

·确保足够的焊接强度

激光焊接具有较薄的焊珠，有时有人担心强度不足，但是焊接穿透性更深，因此与外观相比，内部强度足够了。在激光焊接中，暂时融化和固化的合金量很小，因此不会破裂。在工业测试地点进行的强度测试中，它的强度超过了TIG焊接的强度。

·缩短处理时间

激光焊接具有低焊接线能，并且不太可能引起变形，因此可以大大减少消除变形所需的时间。另外，激光焊接基本上是焊接基本材料，因此可以省略焊接突起的过程。此外，只要满足处理条件，几乎没有焊接燃烧，因此可以减少电解磨削过程。以前难以处理的处理时间减少了，从而提高了生产效率并降低了制造成本。

·易于管理和操作焊接条件

在某些模型中，可以将焊接条件注册为方法然后调用。可以说，焊接条件的轻松管理和复制是其主要优势之一。在这种情况下，只要熟练的人给予条件，非熟练的人就可以轻松地重现熟练人的处理条件。因此，如果非熟练的人也可以负责薄板焊接，那么熟练的人可以专注于高附加值的工作，这有助于提高焊接过程的整体生产效率。

缺点

·差距处理能力差

激光焊接具有将激光能将激光能量聚焦到φ0.1至φ0.6mm的非常小的焦点上以熔化金属的特性。由于这种属性，它的弱点是如果存在差距，它就无法焊接。如果模型的斑点直径为0.1mm，则如果存在0.1mm的间隙，则激光器将不可能通过中间和焊接，因此，诸如提高弯曲过程和设置夹具的精度之类的措施是不可能的。

·不擅长覆盖焊接

激光焊接擅长焊接基本材料，但不擅长覆盖焊接。除了可能在电极熔化点无法到达基本材料的可能性外，也很难准确地对齐焊接点/电极/焦点，并且可能无法确保足够的强度。当图中指示覆盖焊接时，有必要研究是否应使用激光焊接。相反，如果您想使用激光焊接来确保力量和美丽，最好不要写覆盖焊接的说明。

·需要采取安全措施

如果激光使用不正确，则可能导致严重事故，因此所有激光产品在JIS标准“激光产品安全标准”中均具有安全相关规格。使用激光器的所有手动焊接设备都归类为“ 4级”，这是最危险的，制造商还采取了各种安全措施。请小心遵循规格和操作说明，以正确使用设备，例如，使用用于激光焊接的焊接头盔/护目镜，使用带有安全设备的便携式焊接火炬，并正确管理设备的钥匙。

激光焊接处理示例让我们来看看激光焊接的实际处理示例。

（测试型号：便携式火炬型纤维激光焊接机）首先，我们将介绍SUS304的对接焊接的处理示例，厚度为0.5mm，厚度为1.0mm。对于激光焊接良好的薄板，可以实现低变形焊接。可以在不清除变形和焊接后燃烧痕迹的情况下实现美丽的精加工。

下面是焊接到1.0mm厚的SUS304板的管。可以在管子的内侧看到焊珠。在不使用焊杆的情况下焊接碱金属。在射击过程中，将盘子倾斜，以使焊珠更容易看到，但是SUS板侧几乎没有变形。内侧也没有焊接燃烧痕迹。

最后一个样品是一个盒子，焊接为1.2mm的SUS304板厚度。工件由固定装置持有，并在进行实际焊接之前将激光用于定位焊接。该产品以低变形完成，消除了整理的麻烦。

激光焊接技巧

激光焊接可以同时达到焊接强度和美丽。这是一种具有许多优势的连接方法，例如薄板的变形焊接低和易于条件管理。但是，它也有缺点，例如差距处理能力差和覆层差。充分利用激光焊接的提示：请注意以下几点。

·提高弯曲过程的准确性，建立夹具和焊接，并在创建无缝状态后

·如果您要求经验丰富的人提供处理条件并提前注册该方法，那么非熟练的人很容易复制处理

·如果您根据先前的处理方法（例如TIG焊接不变，然后简单地将处理方法更改为激光焊接）保留图纸，则将很难顺利完成处理。有时您可以考虑更改设计。

·如果您想最大限度地提高激光焊接的优势，例如强度和美丽，建议根据设计阶段的激光焊接进行设计。

概括

激光焊接的最大优势是它可以焊接较低变形的薄板。此外，非熟练的人可以焊接，因此可以极大地改善过去依靠工匠技能的焊接过程。只要您能正确理解它的缺点并适当地与之打交道，其余的只是优势。请充分利用激光焊接的优势。