焊接速度焊接速度對(duì)熔深影響較大,提高速度會(huì)使熔深變淺,但速度過(guò)低又會(huì)導(dǎo)致材料過(guò)度熔化、工件焊穿。所以,對(duì)一定激光功率和一定厚度的某特定材料有一個(gè)合適的焊接速度范圍,并在其中相應(yīng)速度值時(shí)可獲得熔深。激光切割作為一種精密的加工方法,幾乎可以切割所有的材料,包括薄金屬板的二維切割或三維切割。激光焊接過(guò)程常使用惰性氣體來(lái)保護(hù)熔池,當(dāng)某些材料焊接可不計(jì)較表面氧化時(shí)則也可不考慮保護(hù),但對(duì)大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合則常使用氦、氮等氣體作保護(hù),使工件在焊接過(guò)程中免受氧化
為了消除或減少激光焊接的缺陷,更好地應(yīng)用焊接方法,提出了一些用其它熱源與激光進(jìn)行復(fù)合焊接的工藝,主要有激光與電弧、激光與等離子弧、激光與感應(yīng)熱源復(fù)合焊接、雙激光束焊接以及多光束激光焊接等。此外還提出了各種輔助工藝措施,如激光填絲焊(可細(xì)分為冷絲焊和熱絲焊)、外加磁場(chǎng)輔助增強(qiáng)激光焊、保護(hù)氣控制熔池深度激光焊、激光輔助攪拌摩擦焊等。(1)功率密度。 功率密度是激光加工中關(guān)鍵的參數(shù)之一。采用較高的功率密度,在微秒時(shí)間范圍內(nèi),表層即可加熱至沸點(diǎn),產(chǎn)生大量汽化。因此,高功率密度對(duì)于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。對(duì)于較低功率密度,表層溫度達(dá)到沸點(diǎn)需要經(jīng)歷數(shù)毫秒,在表層汽化前,底層達(dá)到熔點(diǎn),易形成良好的熔融焊接。因此,在傳導(dǎo)型激光焊接中,功率密度在范圍在10^4~10^6W/CM^2。(2)激光脈沖波形。 激光脈沖波形在激光焊接中是一個(gè)重要問(wèn)題,尤其對(duì)于薄片焊接更為重要。當(dāng)高強(qiáng)度激光束射至材料表面,金屬表面將會(huì)有60~98%的激光能量反射而損失掉,且反射率隨表面溫度變化。在一個(gè)激光脈沖作用期間內(nèi),金屬反射率的變化很大。(3)激光脈沖寬度。激光淬火技術(shù)可對(duì)各種導(dǎo)軌、大型齒輪、軸頸、汽缸內(nèi)壁、模具、減振器、摩擦輪、軋輥、滾輪零件進(jìn)行表面強(qiáng)化。 脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一,它既是區(qū)別于材料去除和材料熔化的重要參數(shù),也是決定加工設(shè)備造價(jià)及體積的關(guān)鍵參數(shù)。(4)離焦量對(duì)焊接質(zhì)量的影響
數(shù)控機(jī)床電主軸激光淬火技術(shù)應(yīng)用
(1)主軸及隨機(jī)附帶4個(gè)試樣,試樣直徑80mm,壁厚20mm,兩端磨平。在采用CO2激光器進(jìn)行激光硬化前,分別在主軸和試樣表面上涂覆一層特別涂料,以增加對(duì)激光的吸收。
(2)用5kW的CO2橫流式激光器對(duì)主軸及試樣進(jìn)行激光淬火,其輸出功率P=1800~2000W,掃描速度v=5mm/s,機(jī)床轉(zhuǎn)速n=30r/min,掃描寬度2~3.5mm。并采用微機(jī)控制淬火機(jī)床(工作臺(tái)),配備靈活通用的工裝夾具,固定淬火工件作平行移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或合成運(yùn)動(dòng)。⑸切割材料的種類(lèi)多等離子切割比較,激光切割材料的種類(lèi)多,包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復(fù)合材料、皮革、木材及纖維等。
(3)激光淬火化后的主軸及試樣檢驗(yàn) 淬硬層深度0.5~1.2mm;表面淬火硬度60~66HRC;組織為外層極細(xì)馬氏體 少量殘留奧氏體,過(guò)渡層馬氏體 鐵素體 滲碳體,內(nèi)層為原始組織,即回火索氏體。
激光熔覆硬質(zhì)合金的優(yōu)勢(shì)
1、熔覆層晶粒細(xì)小、結(jié)構(gòu)致密,能夠獲得較高的硬度和耐磨、抗腐蝕等性能。
2、熔覆時(shí)可對(duì)基體產(chǎn)生較小的熱影響區(qū),工件變形較小。
3、熔覆層與基體材料之間可實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合,且熔覆材料稀釋率較低。
4、可熔覆多層,硬度和耐磨性成倍提高。
5、可以做到選擇性局部細(xì)微修復(fù),有效降低修復(fù)成本。
6、粉末材料體系適應(yīng)性比較高,大多數(shù)的常規(guī)及特種金屬粉末材料都可熔覆到金屬零件表面。