激光焊機(jī)針對(duì)模具和金屬工件的磨損、劃傷、針孔、裂紋、缺損變形、硬度降低、砂眼等缺陷進(jìn)行沉積、封孔、補(bǔ)平等修復(fù)功能。修復(fù)后基體不變形、不退火、不咬邊和沒(méi)殘余應(yīng)力，不改變其金屬組織狀態(tài)，修復(fù)精度高，涂層厚度從幾微米到幾毫米，只需打磨拋光。大功率氬氣保護(hù)，可長(zhǎng)時(shí)間工作。激光束能量可調(diào)，移動(dòng)速度可調(diào)，可以多種焊接加工。激光焊接自動(dòng)化程度高，可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，焊接速度快，功效高，可方便的進(jìn)行任何復(fù)雜形狀的焊接。

機(jī)械簡(jiǎn)介

　　激光焊機(jī)焊接是利用激光束作為熱源的一種熱加工工藝，它與電子束等離子束和一般機(jī)  模具修補(bǔ)激光焊接機(jī)械加工相比較，具有許多優(yōu)點(diǎn)。激光束的激光焦點(diǎn)光斑小，功率密度高，能焊接一些高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度的合金材料。激光焊接是無(wú)接觸加工，沒(méi)有工具損耗和工具調(diào)換等問(wèn)題。
激光焊機(jī)焊接熱影響區(qū)小，材料變形小，無(wú)需后續(xù)工序處理。激光可通過(guò)玻璃焊接處于真空容器內(nèi)的工件及處于復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部位置的工件。激光束易于導(dǎo)向、聚焦，實(shí)現(xiàn)各方向變換。激光焊接與電子束加工相比較，不需要嚴(yán)格的真空設(shè)備系統(tǒng)，操作方便。激光焊接生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益好。
激光焊機(jī)用來(lái)封焊?jìng)鞲衅鹘饘偻鈿な且环N最先進(jìn)的加工工藝方法，主要基于激光焊接有以下特點(diǎn)高的深寬比。焊縫深而窄，焊縫光亮美觀。最小熱輸入。由于功率密度高，熔化過(guò)程極快，輸入工件熱量很低，焊接速度快，熱變形小，熱影響區(qū)小。高致密性。焊縫生成過(guò)程中，熔池不斷攪拌，氣體易出，導(dǎo)致生成無(wú)氣孔熔透焊縫。焊后高的冷卻速度又易使焊縫組織微細(xì)化，焊縫強(qiáng)度、韌性和綜合性能高。強(qiáng)固焊縫。高溫?zé)嵩春蛯?duì)非金屬組份的充分吸收產(chǎn)生純化作用，降低了雜質(zhì)含量，改變夾雜尺寸和其在熔池中的分布，焊接過(guò)程中無(wú)需電極或填充焊絲，熔化區(qū)受污染小，使焊縫強(qiáng)度、韌性至少相當(dāng)于甚至超過(guò)母體金屬。
精確控制。因?yàn)榫劢构獍吆苄。缚p可以高精度定位，光束容易傳輸與控制，不需要經(jīng)常更換焊炬、噴咀，顯著減少停機(jī)輔助時(shí)間，生產(chǎn)效率高，光無(wú)慣性，還可以在高速下急停和重新啟始。用自控光束移動(dòng)技術(shù)則可焊復(fù)雜構(gòu)件。非接觸、大氣環(huán)境焊接過(guò)程。因?yàn)槟芰縼?lái)自激光，工件無(wú)物理接觸，因此沒(méi)有力施加于工件。另磁和空氣對(duì)激光都無(wú)影響。由于平均熱輸入低，加工精度高，可減少再加工費(fèi)用，另外，激光焊接運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低，從而可降低工件成本。容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，對(duì)光束強(qiáng)度與精細(xì)定位能進(jìn)行有效控制。

主要優(yōu)點(diǎn)是

　　1．速度快、深度大、變形小。
2．能在室溫或特殊條件下進(jìn)行焊接，焊接設(shè)備裝置簡(jiǎn)單。例如，激光通過(guò)電磁場(chǎng)，光束不會(huì)偏移；激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊，并能通過(guò)玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M(jìn)行焊接。
3．可焊接難熔材料如鈦、石英等，并能對(duì)異性材料施焊，效果良好。
4．激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接時(shí)，深寬比可達(dá)5：1，最高可達(dá)10：1。
5．可進(jìn)行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑，且能精確定位，可應(yīng)用于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。
6．可焊接難以接近的部位，施行非接觸遠(yuǎn)距離焊接，具有很大的靈活性。尤其是近幾年來(lái)，在YAG激光加工技術(shù)中采用了光纖傳輸技術(shù)，使激光焊接技術(shù)獲得了更為廣泛的推廣和應(yīng)用。
7．激光束易實(shí)現(xiàn)光束按時(shí)間與空間分光，能進(jìn)行多光束同時(shí)加工及多工位加工，為更精密的焊接提供了條件

機(jī)械種類

泵浦固體激光焊機(jī)
半導(dǎo)體激光(LD)浦固體激光焊機(jī)設(shè)備，其開(kāi)發(fā)研究在世界上很活躍。在日本  封閉式激光焊機(jī)作為“光子工程”國(guó)家項(xiàng)目已研究開(kāi)發(fā)出10 kw小型(Rod型和Slab型)設(shè)備。在美國(guó)，作為“精密激光加工”國(guó)家項(xiàng)目。研究開(kāi)發(fā)出了3 kW LD泵浦Slab型固體激光設(shè)備可獲得20-30 mm的大熔深焊縫。由于焊縫寬度極小，可使激光束作橫向運(yùn)動(dòng)擴(kuò)大了熔化寬度。現(xiàn)在德國(guó)開(kāi)發(fā)的LD泵浦薄圓盤(pán)固體激光最受注目它具有體積小、質(zhì)量好、效率高和可大功率化等特點(diǎn)Hass公司已開(kāi)發(fā)出LD泵浦4 kW的圓盤(pán)激光設(shè)備并將開(kāi)發(fā)10 kW級(jí)的設(shè)備。
半導(dǎo)體激光焊機(jī)設(shè)備
許多公司正在研制大功率的半導(dǎo)體，現(xiàn)已出現(xiàn)2~6 kW級(jí)的商用小型設(shè)備。由于體積小、質(zhì)量輕，半導(dǎo)體激光器可直接搭載于機(jī)器人上進(jìn)行焊接等加工，另外也可用光纖傳輸半導(dǎo)體激光進(jìn)行焊接。盡管半導(dǎo)體激光器效率高、波長(zhǎng)短但由于存在激光發(fā)散角度大、工作距離(焦深)短這一缺點(diǎn)僅用于激光釬焊及塑料等的焊接。
激光遠(yuǎn)程焊機(jī)設(shè)備
由于高光束質(zhì)量的激光器相繼問(wèn)世如板條CO2激光器、光纖激光器和盤(pán)式Y(jié)AG激光器(Disc Laser)使得激光遠(yuǎn)程焊接或稱激光掃描焊接(Laser Scanning Welding)成為可能并極大地提高了汽車(chē)車(chē)身件激光焊接速度。已有固定龍門(mén)式加工機(jī)+CO2激光器、機(jī)器人+光纖激光器或盤(pán)式Y(jié)AG激光器等汽車(chē)車(chē)身件制造用激光遠(yuǎn)程焊接設(shè)備。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

機(jī)械原理

　　  振鏡掃描激光焊接機(jī)激光焊機(jī)的冷水機(jī)的原理在激光（鐳射）系統(tǒng)中的激光發(fā)生源、光束控制器和電控柜都可能需要額外冷卻。對(duì)凍水溫度要求通常在15-22℃之間，對(duì)凍水精度要求通常為±1K 或±2K。部分設(shè)備可能要求±0.5K， 另外部分設(shè)備對(duì)凍水電導(dǎo)率，耐腐蝕等有一定的要求。激光系統(tǒng)中通常在啟動(dòng)時(shí)對(duì)水溫有一定要求，這樣就需要在水回路中增加電加熱。在部分系統(tǒng)中的光束控制器會(huì)要求獨(dú)立冷卻回路。對(duì)于激光系統(tǒng)中的特殊應(yīng)用，都能專門(mén)設(shè)計(jì)工業(yè)冷水機(jī)以滿足不同的要求。
深熔焊過(guò)程產(chǎn)生的金屬蒸氣和保護(hù)氣體，在激光作用下發(fā)生電離，從而在小孔內(nèi)部和上方形成等離子體。等離子體對(duì)激光有吸收、折射和散射作用，因此一般來(lái)說(shuō)熔池上方的等離子體會(huì)削弱到達(dá)工件的激光能量。并影響光束的聚焦效果、對(duì)焊接不利。通?？奢o加側(cè)吹氣驅(qū)除或削弱等離子體。小孔的形成和等離子體效應(yīng)，使焊接過(guò)程中伴隨著具有特征的聲、光和電荷產(chǎn)生，研究它們與焊接規(guī)范及焊縫質(zhì)量之間的關(guān)系，和利用這些特征信號(hào)對(duì)激光焊接過(guò)程及質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
由于經(jīng)聚焦后的激光束光斑小（0.1～0.3mm），功率密度高，比電弧焊（5×102～104W/cm2）高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因而激光焊接具有傳統(tǒng)焊接方法無(wú)法比擬的顯著優(yōu)點(diǎn)：加熱范圍小，焊縫和熱影響區(qū)窄，接頭性能優(yōu)良；殘余應(yīng)力和焊接變形小，可以實(shí)現(xiàn)高精度焊接；可對(duì)高熔點(diǎn)、高熱導(dǎo)率，熱敏感材料及非金屬進(jìn)行焊接；焊接速度快，生產(chǎn)率高；具有高度柔性，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
激光焊機(jī)焊接技術(shù)是一種高新技術(shù)，由于其獨(dú)有的特點(diǎn)，特別適合在傳感器密封焊中使用，國(guó)外許多生產(chǎn)傳感器的廠家均利用激光焊接工藝生產(chǎn)傳感器，而國(guó)內(nèi)采用此工藝的廠家不多，主要是一些生產(chǎn)軍用傳感器產(chǎn)品的廠家和部分科研機(jī)構(gòu)在采用此種工藝，且采用國(guó)外激光焊接機(jī)的較多。國(guó)內(nèi)激光焊接機(jī)在性能上已和國(guó)外產(chǎn)品相差不遠(yuǎn)，完全可以勝任國(guó)內(nèi)生產(chǎn)傳感器的工藝要求，但價(jià)格是國(guó)外同類產(chǎn)品的1/3-1/5。

機(jī)械使用

　　激光焊機(jī)焊接有兩種基本模式：熱導(dǎo)焊和深熔焊，前者所用激光功率密度較低（105～106W/cm2），工件吸收激光后，僅達(dá)到表面熔化，然后依靠熱傳導(dǎo)向工件內(nèi)部傳遞熱量形成熔池。這種焊接模式熔深淺，深寬比較小。后者激光動(dòng)車(chē)密度高（106～107W/cm2），工件吸收激光后迅速熔化乃至氣化，熔化的金屬在蒸汽壓力作用下形成小孔激光束可直照孔底，使小孔不斷延伸，直至小孔內(nèi)的蒸氣壓力與液體金屬的表面張力和重力平衡為止。小孔隨著激光束沿焊接方向移動(dòng)時(shí)，小孔前方熔化的金屬繞過(guò)小孔流向后方，凝固后形成焊縫。這種焊接模式熔深大，深寬比也大。在機(jī)械制造領(lǐng)域，除了那些微薄零件之外，一般應(yīng)選用深館焊。
激光焊機(jī)的結(jié)構(gòu)模式一般分為封閉式和開(kāi)放式，這兩種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)。封閉式是設(shè)計(jì)成一個(gè)可開(kāi)合的封閉箱的結(jié)構(gòu)，激光工作的時(shí)候都必須在箱中進(jìn)行，封閉式的焊機(jī)設(shè)有焊煙吸附過(guò)濾系統(tǒng)，因此，在焊接過(guò)程中的剩余輻射能量和金屬焊煙都能屏蔽掉，最大限度地保護(hù)操作者的健康；但由于封閉式的焊機(jī)的所有操作都必須在一個(gè)封閉工作箱中進(jìn)行，而且結(jié)構(gòu)固定，這樣就限制了工件的大小，因此，這種焊機(jī)不適合進(jìn)行大型模具的修復(fù)焊接。
考慮到焊接時(shí)剩余的輻射激光能量小，焊煙在通風(fēng)效果好的地方對(duì)人傷害較少，因此也出現(xiàn)開(kāi)放式的激光焊機(jī)。但開(kāi)放式的機(jī)構(gòu)也存在很多的結(jié)構(gòu)方式，而且其實(shí)用性也差別較大。按照同普的多年經(jīng)驗(yàn)，模具修補(bǔ)用的焊機(jī)都要求必須體積輕巧多變，能輕易地移動(dòng)，適合不同模具修補(bǔ)的需要。國(guó)內(nèi)一般的激光焊接機(jī)器體積龐大笨重，激光總成一般做成固定式，難以移動(dòng)，不適合對(duì)大型的難以移動(dòng)的模具進(jìn)行修補(bǔ)工作。
激光焊點(diǎn)表面存在金屬堆積，焊點(diǎn)中心則呈現(xiàn)不同程度的下塌，這主要是由于金屬來(lái)不及回填產(chǎn)生的。當(dāng)激光功率達(dá)到一定值時(shí)，熔池中的液態(tài)金屬急劇蒸發(fā)形成匙孔，并產(chǎn)生一個(gè)反沖力，把液態(tài)金屬推向熔池的邊緣，堆積在焊點(diǎn)周?chē)?。?dāng)激光停止作用時(shí)，金屬不再蒸發(fā)，反沖力消失，堆積的金屬在重力的作用下重填匙孔，同時(shí)液態(tài)金屬冷卻凝固。如果金屬在沒(méi)有完全回填匙孔的情況下凝固，就會(huì)在焊點(diǎn)表面形成下塌。