薄板不銹鋼焊接?不妨pick一下半導體激光器

來源:銳科激光    關鍵詞:銳科激光, 激光焊接, 不銹鋼,    發布時間:2018-11-13

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 不銹鋼是我們生活生產中很普遍的一種材料,隨著不銹鋼市場的不斷擴大,薄板不銹鋼廣泛應用于廚具、衛浴、小家電、門窗等行業。 

隨著不銹鋼板深入到各種生產制造領域中,薄板不銹鋼板焊接加工也就成為生產制造中一個重要工序。 

為了節約成本、提高生產效率,這些行業越來越廣泛的開始應用激光焊接工藝,所選擇的激光器光源也由氣體激光器逐漸轉變為固體激光器。

固體激光器中YAG激光器、光纖激光器和半導體激光器在焊接薄板不銹鋼中各有優勢,具體特點如表1所示。

 

從表1中可以看出,與YAG激光器和光纖激光器相比,半導體激光器在光電轉換效率、焊接速度、焊縫強度、裝配間隙要求等方面均有一定優勢。

焊縫的力學性能直接決定了產品的使用要求和使用壽命。那么,半導體激光和光纖激光的焊縫力學性能是什么樣的關系?

下面我們以焊接0.7mm不銹鋼為例進行焊接試驗,看看半導體激光焊接和光纖激光焊接的不同試驗結果。

焊縫橫斷面如圖1所示,從圖1中可以看出光纖激光焊縫熔寬為1.203mm,而半導體激光焊縫熔寬較大,達到了1.581mm。

光纖激光焊接 ↓



圖1 兩種激光焊接焊縫形貌

 

對兩種激光焊接試樣進行拉伸試驗,試驗結果如圖2所示,從圖2中可以看出光纖激光焊接試樣最大抗拉強度為10.8kN左右,半導體激光焊接試樣最大抗拉強度10.1kN左右,兩者最大抗拉強度相差較小。

光纖激光焊接接頭 ↓


圖2  兩種激光器焊接接頭抗拉強度

 

在相同聚焦光斑情況下進行不同板厚裝配間隙焊接試驗,試驗結果如表2所示。

 

通過以上表2數據,我們繪制出板厚與裝配間隙關系曲線,如圖3所示。


 

從圖中可以看出在不同板厚下半導體激光焊接裝配間隙均大于光纖激光焊接裝配間隙,隨著板厚的增加裝配間隙相差越大。

光纖激光焊接的裝配間隙可達板厚的3.3%~14.4%,而半導體激光焊接的裝配間隙可達板厚的14.2%~33%,半導體激光在裝配間隙方面優勢明顯。

另外,在焊接速度方面,相較于 YAG激光焊接,半導體激光的焊接速度優勢明顯。 

圖4為半導激光焊接薄板不銹鋼試驗焊接速度與板厚和熔寬的關系曲線,可以看出,焊接速度隨著板厚減小而快速增加。


半導體不銹鋼薄板焊接在某些領域具有獨特的優勢,待開發的市場也很大。

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銳科激光研發的中高功率光纖輸出半導體激光器,其中500W~3000W的產品可應用于金屬薄板熱傳導焊接。通過熱傳導焊接,激光沿著需要連接的軌跡將板材熔化,使兩塊薄板連接處熔化結合,冷卻后形成焊縫。

熱傳導焊類似于點焊,但是激光束在熔池形成后是移動的。比起傳統焊接,激光熱傳導焊接不僅可以減少材料變形,而且是一種更快的焊接方式。另外,它無需任何后續處理即可實現光滑、無孔的焊縫。 

應用市場:不銹鋼焊接

應用行業:建筑五金、五金工具、日用五金焊接

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