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技術(shù)文章

短波高溫?zé)嵯駜x在激光焊接中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：激光焊接，高溫?zé)嵯駜x，短波，溫度范圍

引言：Matthew是研究焊接工藝的工程師，激光焊接以其眾多優(yōu)點(diǎn)，得以在越來越多的行業(yè)中應(yīng)用。由于焊接工藝是直接決定了生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量問題，而溫度又是監(jiān)控焊接工藝的重要參數(shù)。如何可以快速實(shí)時的完成整個焊接過程的溫度測試，成了Matthew*關(guān)心的問題之一。英諾曼特作為Matthew就職公司的長期合作伙伴，成為了他們優(yōu)選的咨詢對象。

激光焊接屬非接觸式焊接，是利用高能量的激光脈沖對材料進(jìn)行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱，激光輻射的能量通過熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴(kuò)散，將材料熔化后形成特定熔池。它是一種新型的焊接方式，主要針對薄壁材料、精密零件的焊接，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊、對接焊、疊焊、密封焊等，深寬比高，焊縫寬度小，熱影響區(qū)小、變形小，焊接速度快，焊縫平整、美觀，焊后無需處理或只需簡單處理，焊縫質(zhì)量高，無氣孔，可**控制，聚焦光點(diǎn)小，定位精度高，易實(shí)現(xiàn)自動化。基于以上特點(diǎn)，激光焊接現(xiàn)在已經(jīng)在制造業(yè)、粉末冶金、汽車、電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

世界上的**個激光束于1960年利用閃光燈泡激發(fā)紅寶石晶粒所產(chǎn)生，因受限于晶體的熱容量，只能產(chǎn)生很短暫的脈沖光束且頻率很低。雖然瞬間脈沖峰值能量可高達(dá)10^6瓦，但仍屬于低能量輸出。

使用釹（ND）為激發(fā)元素的釔鋁石榴石晶棒（Nd:YAG）可產(chǎn)生1---8KW的連續(xù)單一波長光束。YAG激光，波長為1.06uM，可以通過柔性光纖連接到激光加工頭，設(shè)備布局靈活，適用焊接厚度0.5-6mm。

使用CO2為激發(fā)物的CO2激光（波長10.6uM），輸出能量可達(dá)25KW，可做出2mm板厚單道全滲透焊接，工業(yè)界已廣泛用于金屬的加工上。Matthew使用的焊接工藝正屬于此類。

由于Matthew使用的CO2激光的波長是10.6uM，因此在選擇紅外熱像儀時，熱像儀的工作波段需要與其不同，否則激光將對紅外熱像儀造成損壞。由于Matthew是對多種材料進(jìn)行研究，焊接溫度需要涵蓋從1000°C到2500°C，加之焊接的熔池尺寸很小，所以英諾曼特通過INNOPROs（英諾曼特的一個內(nèi)部開發(fā)應(yīng)用和流程軟件）建模和模擬實(shí)驗(yàn)，為客戶提供了特殊鏡頭、工作波段和溫度范圍的高溫?zé)嵯駜x方案。