激光填丝焊的应用领域和案例分享

 

 

激光填丝焊
 

相比于传统焊接方法，激光焊接具有显著的优势——热输入低、焊接速度快、热影响区小、热变形小等，近年来激光焊接得到了广泛的使用，在汽车工业、船舶工业、核电工业、航天航空工业等高科技行业应用的越来越广泛，而且随着成套设备成本的降低，在日常五金用品及其它生活相关领域的应用开始迅速增长。

为了适应各行业发展的需求，激光焊接的方式方法也有改良进步。激光填丝焊因其焊接能量集中、变形小等特点，可以降低对接焊时的间隙裕度，减少焊接缺陷，成为轨道交通和汽车行业内，有效替代传统电弧焊的焊接方式。

激光填丝焊时

激光器一般选用高功率光纤激光器

激光不仅需要焊丝，还需要熔化母材并在母材上形成激光深熔焊特有的小孔效应，形成较深的熔池，焊丝成分与母材金属成分充分混合形成一种新的混合熔池，该混合熔池的元素成分及其比例、质量相对于焊丝与母材有较大的差别，所以可以针对母材本身的性能缺陷，选择合适的焊丝添加到焊接过程中，从而在微观层面上对焊缝的抗裂性、抗疲劳性、耐蚀性、耐磨性等方面进行有目的性的改善。

除此之外，激光填丝焊可以进行多道堆叠焊接，因为能够实现具有小孔效应的深熔焊，可以实现上下两层焊道的充分熔合，避免未熔合的严重缺陷，这样就具备焊接大厚度接头的能力。

随着激光填丝焊技术的发展以及激光器功率上限的提高，激光填丝焊的应用范围越来越广泛：

激光填丝焊的应用领域

1.激光填丝焊接铝合金

2.激光填丝焊接异种金属

3.改善焊缝成型

4.窄间隙填丝焊

其中，针对改善焊缝成型和窄间隙填丝焊这两个应用，我们用实际应用案例来看看激光填丝焊的效果。

改善焊缝成型

要求：1mm和3mm不锈钢拼焊，要求焊缝无气孔，成型较好。

设备：4000W连续光纤激光器（光纤芯径200μm）、送丝机、焊接头。

工艺参数：如下表所示。

结果：成型较好，焊缝无气孔，如下图所示的焊缝成型及横截面形貌。

a. 1mm+1mm

b. 1mm+3mm

c. 3mm+3mm

窄间隙激光填丝多道焊接

要求：18mm厚的Q345船用钢板拼焊，要求焊缝气孔较少，没有未熔合，接头抗拉强度高于母材，焊缝成型较好。

设备：6000W连续光纤激光器（光纤芯径400μm）、送丝机、焊接头。

工艺参数：焊道必须开坡口，坡口尺寸如下图所示。

其他焊接工艺参数如下表所示

结果：成型较好，没有出现未熔合，焊缝基本无气孔，如下图所示，并且经过拉伸试验证明，焊缝断裂在母材，说明接头抗拉强度高于母材。

焊缝横截面金相图

针对常用材料的对接接头激光填丝焊，为了改善焊缝成型，一般推荐激光器及光纤芯径、焊接头配置应当保证聚焦光斑直径为0.4mm～0.6mm之间，并且焊丝应当选择适当的牌号。

 

DMC640MH激光焊接系统优点：

工作过程中，如焊接点线位时，我们可对激光器输出的激光功率进行有效的控制，根据每个焊接点的特性控制不同焊点时匹配的激光功率，从而保证激光焊接质量，避免出现PCB板烧板或虚焊现象。

预送锡焊接工艺，降低上锡难度，提升上锡准确率，解决焊料多寡一致性问题。