激光焊接的適應(yīng)性強(qiáng)，激光束穿過(guò)電磁場(chǎng)時(shí)不會(huì)發(fā)生偏移，并且可以穿過(guò)透明材料進(jìn)行焊接，在真空中也可以進(jìn)行焊接，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，主要應(yīng)用于汽車、船舶、航天、電子等領(lǐng)域。起初激光焊接以自熔焊方式為主，其對(duì)焊接板材的對(duì)接精度要求較高，隨著技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了激光填絲焊、激光-電弧復(fù)合焊、雙激光復(fù)合焊等。
01、激光填絲焊工藝技術(shù)介紹
激光填絲焊是在焊縫中預(yù)先填入特定焊絲或在激光焊接過(guò)程中同步送入焊絲來(lái)形成焊接接頭的工藝方法，其焊接過(guò)程如圖1所示，在傳統(tǒng)激光焊接的基礎(chǔ)上搭配伺服送絲機(jī)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)激光填絲焊接。
圖1 激光填絲焊過(guò)程示意圖
02、激光填絲焊工藝的特點(diǎn)
相較于激光自熔焊，激光填絲焊具備降低裝配精度要求、冶金調(diào)整方便、較小功率實(shí)現(xiàn)厚板材料焊接等優(yōu)點(diǎn)，具體如下所述：
a)降低工件裝配的精度要求。為避免激光泄露現(xiàn)象，激光焊接中需將焊接間隙控制在光斑直徑尺寸范圍內(nèi)，使加工成本大大增加。而且焊接間隙影響焊接過(guò)程的穩(wěn)定性及接頭成形質(zhì)量。通過(guò)填充焊絲，不僅能減少激光的泄露，而且能降低工件加工與裝配時(shí)的精度要求。
b)可以方便對(duì)焊縫進(jìn)行冶金調(diào)整。焊絲的加入可以補(bǔ)充熔池中燒損的合金元素，通過(guò)調(diào)整焊絲的成分，例如向焊絲中添加抗裂合金元素，即可對(duì)焊縫進(jìn)行冶金調(diào)整，使接頭達(dá)到特定的性能。
c)可利用較低功率的激光設(shè)備實(shí)現(xiàn)厚板的焊接。通過(guò)對(duì)厚板進(jìn)行開(kāi)坡口處理，采用多道激光填絲的方式實(shí)現(xiàn)厚板材料的連接，其熱輸入相對(duì)激光電弧復(fù)合焊接來(lái)說(shuō)較少，有利于減小工件變形。
03、銳科RFL-C6000H激光器激光填絲焊
銳科激光帶光閘高功率光纖激光器可以使一臺(tái)激光器同時(shí)執(zhí)行切割、焊接、鉆孔和熔覆，設(shè)備功率和傳輸光纖的切換時(shí)間短，可顯著降低用戶對(duì)設(shè)備的投入成本，提升加工效率，具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
● 單路耦合器，2、4路分時(shí)光閘
● 耦合效率≥96%
● 切換時(shí)間短，<45ms
● 快速光纖熔斷保護(hù)
● 具備安全的機(jī)械、電氣、控制監(jiān)控系統(tǒng)
● 光束切換裝置可靠，可實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬(wàn)次連續(xù)切換
本應(yīng)用工藝案例采用銳科激光帶光閘2通道RFL-C6000H(600μm)激光器搭配普通準(zhǔn)直聚焦焊接頭針對(duì)5系和6系鋁合金側(cè)板搭接接頭開(kāi)展激光填絲焊工藝優(yōu)化試驗(yàn)，激光器外觀如圖2所示。采用優(yōu)化的工藝參數(shù)焊接，實(shí)現(xiàn)焊接速度為3m/min，焊接最大剪切力超過(guò)20kN，焊縫表面形貌和截面金相以及拉力測(cè)試結(jié)果如圖3、圖4所示，焊縫氣孔率<10%。
圖2 帶光閘高功率RFL-C6000H光纖激光器
圖3 焊縫成形外觀及截面金相
圖4 焊接樣件拉力檢測(cè)
與常規(guī)激光器擺動(dòng)頭焊接頭配置對(duì)比，可以看出此方案帶光閘激光器配置準(zhǔn)直聚焦焊接頭可進(jìn)行激光填絲焊接，光斑尺寸大，包容性好，焊接速度有一定的提升，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊接氣孔小。
04、結(jié)束語(yǔ)
本文案例主要描述了銳科RFL-C6000H激光器在對(duì)應(yīng)材料和接頭方式下的激光填絲焊工藝參數(shù)及焊接效果，在一定程度上為激光填絲焊工藝方案的選擇和設(shè)計(jì)提供了一些實(shí)例參考。另外，在激光填絲焊過(guò)程中，由于焊絲是在吸收激光熱量后被動(dòng)熔融以實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫熔池的填充，因此對(duì)于焊絲的吸熱熔化過(guò)程、熔池中的對(duì)流過(guò)程以及冷卻凝固后的焊縫成形質(zhì)量勢(shì)必會(huì)受到焊絲與光束落點(diǎn)的相對(duì)位置的影響，因而在焊前需要依據(jù)相應(yīng)的工藝規(guī)范對(duì)光絲位置進(jìn)行觀測(cè)確認(rèn)。
（來(lái)源：銳科激光）
