1、 能夠針對特殊材料和結構進行激光焊與切割的選擇和運用。十六章激光焊接激光焊激光焊1. 原理：利用激光器受激產生的激光束，通過聚焦系統聚焦到十分微小的焦點，當調焦到焊件接頭處時，光能轉換為熱能，從而使金屬熔化形成接頭。 2. 特點： 1）焊接熱影響區極小，焊件難于變形； 2）焊件不易被氧化，可在空氣中焊接； 3）焊接設備與焊件間無接觸，可焊接難于接近的接頭。 (1)激光器激光器是激光焊焊接設備的重要組成部分，負責提供加工所需要的光能。(2)光束檢測儀光束檢測儀的作用是監測激光器的輸出能量或功率，測量光束橫截面上的能量分布狀況。(3)焊接過程監測系統該系統在工作過程中，對整個加工過程及質量進行監控

2、。(4)導光及聚焦系統導光及聚焦系統由若干個反射鏡組成，使激光通過反射鏡改變光路方向，在激光到達指定方位后，通過聚焦鏡對其進行聚焦，然后根據需要進行激光焊和其他加工。g07imzw(5)工作臺工作臺在裝夾焊件的同時，還具有二維或多維運動功能，使聚焦后的激光束始終能照到待焊接和待加工的部位上。(6)計算機計算機主要用來對整個激光焊焊接設備進行控制和調節，如，控制工作臺的運動、控制激光器輸出的功率、對激光加工質量進行監控等。(1)激光工作物資是具有若干能級的粒子系統，能使粒子數反轉和受激輻射成為可能。(2)諧振腔該機制給受激輻射提供振蕩空間和穩定輸出的正反饋，并限制光束的頻率和方向。(3)激勵源(

3、泵浦源)向激光物質提供能量，使之處于非平衡狀態，形成粒子數反轉。(4)電源為激勵源(泵浦源)提供能源。(5)聚光器(固體激光器特有的)使光能最大限度地照射到激光工作物質上，提高光能的利用率。(6)控制和冷卻系統保證激光器能夠正常、穩定和可靠地工作。1)聚焦后的功率密度可達104107W/cm，甚至是更高。2)激光加熱的范圍小(1mm)，在同樣的焊接厚度條件下，比焊條電弧焊、TIG焊、MIG焊等焊接方法快。3)激光焊接后，焊件的殘余應力和殘余變形小。4)激光能被反射、透射，能在空間傳播很遠的距離而衰減很小，可以進行遠距離或難以接近的部位焊接。5)可以焊接一般焊接方法難以焊接的材料，如高熔點金屬等

4、，也可以焊接非金屬材料，如陶瓷、有機玻璃等。6)一臺激光器可以同時進行多種不同的工作，如焊接、切割、合金化和熱處理等。焊7)與電子束焊接相比，激光焊的最大特點是不需要真空室，焊接過程不產生X射線。1)焊接厚度比真空電子束焊小。2)高反射率的材料焊接還較困難。3)焊接設備投資大。焊1.脈沖激光焊(1)脈沖能量決定脈沖激光焊加熱能量的大小，影響被焊金屬的熔化量。(2)脈沖寬度決定脈沖激光焊的加熱時間，它影響焊縫熔池的熔深及焊接熱影響區的大小。(3)功率密度功率密度較小時，焊接以傳熱的方式進行，焊點的直徑和熔深由熱傳導所決定；當功率密度達到106W/cm2時，將產生小孔效應，形成深寬比大于1的焊點，

5、金屬略有汽化，但汽化量很小，不會影響焊點的形成。焊(4)離焦量f離焦量f是指焊件表面離聚焦激光束最小斑點的距離，改變離焦量，可以改變激光加熱斑點的大小和光束入射的情況。2.連續CO2激光焊(1)激光功率P通常是指激光器直接輸出功率，沒有考慮在導光和聚焦系統所引起的損失。(2)焊接速度v當激光功率一定時，由于提高焊接速度，使焊接熱輸入下降，焊接熔深會變小。(3)光斑直徑d減小光斑直徑，功率密度與直徑的平方成反比，因此，減小光斑直徑比增加功率有效的多。焊(4)離焦量f離焦量不僅會影響焊件表面激光斑的大小，而且還影響光束的入射方向。(5)保護氣體保護氣體在激光焊接過程中的作用有兩個：其一，保護焊縫金

6、屬不受有害氣體的氧化污染，提高焊接接頭性能；其二，在激光焊接過程中吹保護氣體，可以抑制等離子體的積聚，將金屬蒸汽和等離子體從激光加熱區，用流動的保護氣體吹除。3.傳熱焊4.深熔焊焊1.激光切割的質量好2.激光切割效率高3.激光切割是無接觸切割4.切割多種材料1.激光汽化切割2.激光熔化切割3.激光氧氣切割4.激光劃片與控制斷裂切割1.眼睛(1)受激光直接照射由于激光的加熱效應可引起人體視網膜的燒傷，并在瞬間使人致盲，即使小功率的激光也會造成眼底組織損傷，影響或降低視力。(2)反射光的危害在激光焊與切割過程中，由于被焊金屬或被切割金屬表面對激光的反射，特別是強反射光對相關人員眼睛的危害，與受激光

7、直接照射具有同樣的危險性。2.皮膚3.有害氣體4.火災5.其他1)在激光焊與切割的設備上，應有各種安全保護裝置，在設備上應備有明顯的危險標志和信號，如，“激光危險”、“高壓危險”等。2)激光光路系統應盡可能地全封閉，以防止激光光束直接照射事故的發生。3)激光光路系統如不能全封閉，則可以讓激光從人的高度以上通過，使人的眼、頭部等重要器官避開激光光束的高度。4)激光焊與切割的工作臺，應用經過特殊處理過的玻璃加以屏蔽，防止反射光造成傷害事故。5)激光焊與切割的現場應有安全標志，并用防護欄、隔離墻、屏風等進行隔離，防止無關人員誤入危險區。6)對激光器應該裝配防護罩或防護圍封，避免人員受到激光照射。7)

8、個人防護 激光器現場操作人員和相關工作人員必須配戴激光防護眼鏡，激光防護眼鏡有普通型、防側光型和半防側光型等。 激光器現場操作人員和相關工作人員，為減少漫反射的傷害，應該穿白色激光防護服，該防護服應用耐火及耐熱材料制成。 激光器現場操作人員必須經過培訓的有經驗人員，其他人員嚴禁操作激光器及進行激光加工。 激光焊與激光切割以及激光加工的操作人員，在工作時，要戴有防護眼鏡的頭盔，以防止紫外激光的傷害。 激光焊與激光切割以及激光加工的操作人員，在工作時，要戴激光防護手套，特別是從事高能量、高功率激光加工時，戴激光防護手套可以防止被激光意外照射時對雙手的傷害。練習題 1、下列不屬于激光焊特點的是（ ）

9、。 A、焊接速度高 B、焊后變形大 C、焊前部需要特別的清潔處理 D、可用于非金屬材料的焊接 2、激光氣割是利用高能量密度的激光作為切割刃具，對材料進行切割加工的材料方法，其加工精度可達到（ ）水平。 A、精密機加工 B、普通加工 C、研磨 D、刮削練習題 3、氣體激光器放電管中充以（ ）、N2氮氣N和He氦（Helium混合氣體。 A、H2 B、O2 C、CO D、CO2 4、脈沖激光焊加工熱斑點微小，主要用于（ ）mm以下的薄片金屬絲的焊接。 A、0.1 B、0.25 C、0.5 D、0.75 5、連續CO2激光焊焊接形式應用最多的是（ ）。 A、搭接接頭 B、疊接接頭 C、吻焊接頭 D、

10、對接接頭練習題 1、由于激光焊加熱區域很窄，焊后試件受熱很小，因此殘余應力和變形相對較小。 （ ） 2、激光焊可焊接其他焊接方法難以焊接的材料，甚至可用于非金屬材料的焊接。 （ ） 3、激光焊焊機可一機多用，即可用于焊接也可用于切割。 （ ） 4、脈沖激光焊類似于點焊，每個激光脈沖在金屬上形成一個焊點，脈沖激光焊主要用于微小精密元件和一些微電子元件的焊接。 （ ）練習題 5、CO2激光焊具有結構簡單、能量轉換效率高、輸出功率大等特點，可廣泛應用于銅、鋁、不銹鋼等材料的焊接。 （ ） 6、焊接激光器根據能力輸出分為脈沖激光器和連續激光器兩種。 （ ）練習題 7、在固體激光器中，反射式聚焦用于中小

11、功率的激光加工機。 （*）.透射式聚焦用于中小功率的激光加工機,而反射式聚焦用于大功率激光加工設 8、在固體激光器中，透射式聚焦用于大功率激光加工設備。 （ ） 9、光速檢測器的主要作用是用來監測激光器的輸出功率。 （ ）練習題 10、脈沖激光焊加熱斑點微小，如果使焊點重合，還可以進行一些零件的封裝焊。 （ ） 11、連續CO2激光焊與電子束焊相比，當焊速降到一定值后，熔深增加速度要比電子束焊大的多。 （ ）激光焊分類激光焊分為脈沖激光焊和連續CO2激光焊以及激光切割。一、脈沖激. 熔深增大,與電子束焊相比,當焊速降到一定值后,熔深增加速度要比電子束焊小的多; 12、連續CO2激光焊要提高功率密度，減小光斑直徑比增加功率更有效。 （ ）練習題 13、離焦量不僅影響工件表面激光光斑的大小，而且影響光束的入射方向，因而對熔深和焊縫形狀有較大的影響。 （ ） 14、激光的亮度比太陽和電弧光高數十個數量級，受激光直接照射可瞬間使人致盲。 （ ） 15、激光直射還會造成人體燒傷，聚焦后的激光對人體傷害更大。 （ ）練