激光器分類(lèi)

激光器分類(lèi) 用于焊接的主要有兩種激光，即CO2激光和Nd: 收稿日期:2007-12-30 YAG激光。CO2激光和Nd:YAG激光都是肉眼不可見(jiàn) 紅外光。Nd:YAG激光產(chǎn)生的光束主要是近紅外光， 波長(zhǎng)為1.06μm，熱導(dǎo)體對(duì)這種波長(zhǎng)的光吸收率較高，對(duì)于大部分金屬，它的反射率為20%～30%。只要使用標(biāo)準(zhǔn)的光鏡就能使近紅外波段的光束聚焦為直徑0.25mm。CO2激光的光束為遠(yuǎn)紅外光，波長(zhǎng)為10.6 μm，大型焊接加工，大部分金屬對(duì)這種光的反射率達(dá)到80%～90%，需要特別的光鏡把光束聚焦成直徑為0.75-0.1mm [3] 。Nd:YAG激光功率一般能達(dá)到4000～6000W 左右，現(xiàn)在d功率已達(dá)到10000W。而CO2激光功率卻能輕易達(dá)到20000W甚至更大。 大功率的CO2激光通過(guò)小孔效應(yīng)來(lái)解決高反射率的問(wèn)題，當(dāng)光斑照射的材料表面熔化時(shí)形成小孔，這個(gè)充滿(mǎn)蒸氣的小孔猶如一個(gè)黑體，大型焊接加工推薦，幾乎全部吸收入射光線的能量，孔腔內(nèi)平衡溫度達(dá)25000℃左右，在幾微秒的時(shí)間內(nèi)，反射率迅速下降。CO2激光器的發(fā)展重點(diǎn)雖然仍集中于設(shè)備的開(kāi)發(fā)研制，但已不在于提高d的輸出功率，而在于如何提高光束質(zhì)量及其聚焦性能。另外，CO2激光10kW以上大功率焊接時(shí)，若使用y氣保護(hù)氣體，常誘發(fā)很強(qiáng)的等離子體，使熔深變淺。因此，CO2激光大功率焊接時(shí)，常使用不產(chǎn)生等離子體的氦 氣作為保護(hù)氣體 [4] 。 用于激發(fā)高功率Nd:YAG晶體的二極管激光組合的應(yīng)用是一項(xiàng)重要的發(fā)展課題，必將大大提高激光束的質(zhì)量，并形成更加有效的激光加工 [5] 。采用直接二 極管陣列激發(fā)輸出波長(zhǎng)在近紅外區(qū)域的激光，其平均 功率已達(dá)1kW，光電轉(zhuǎn)換效率接近50%。二極管還具有更長(zhǎng)的使用壽命(10000h)，有利于降低激光設(shè)備的維護(hù)成本。

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摩擦焊接

熱塑性塑料摩擦焊接（也稱(chēng)為“旋轉(zhuǎn)焊接”）與金屬焊接的原理相同。在這種焊接工藝中，將一片基材固定，另一片基材以受控的角速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)部件壓合在一起時(shí)，摩擦熱導(dǎo)致聚合物熔融，冷卻后即形成焊接。主要焊接參數(shù)包括：旋轉(zhuǎn)速度、摩擦壓力、鍛壓壓力、焊接時(shí)間和熔化長(zhǎng)度。

摩擦焊接能產(chǎn)生優(yōu)良的焊接質(zhì)量，焊接工藝簡(jiǎn)單，重復(fù)性強(qiáng)。但也由于其工藝簡(jiǎn)單，所以?xún)H適合于至少有一個(gè)部件是圓形且不需要角度對(duì)齊的應(yīng)用領(lǐng)域

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焊接演變過(guò)程

焊接技術(shù)是隨著銅鐵等金屬的冶煉生產(chǎn)、各種熱源的應(yīng)用而出現(xiàn)的。古代的焊接方法主要是鑄焊、釬焊、鍛焊、鉚焊。公元前2500年前古巴比倫人和印度河文明對(duì)銅鐵金屬的熱加工和冷加工都已達(dá)到較高的水平，能用鍛焊、鑄焊等焊接法制造金屬器具，并刻有文字。這時(shí)代表性的文化是哈拉帕文化。中國(guó)商朝制造的鐵刃銅鉞，大型焊接加工零件，就是鐵與銅的鑄焊件，其表面銅與鐵的熔合線婉蜒曲折，接合良好。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤(pán)龍，大型焊接加工訂制，是分段釬焊連接而成的。經(jīng)分析，所用的與現(xiàn)代軟釬料成分相近。1戰(zhàn)國(guó)時(shí)期制造的刀背為熟鐵，一般是經(jīng)過(guò)加熱鍛焊而成的。據(jù)明朝宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》一載：中國(guó)古代將銅和鐵一起入爐加熱，經(jīng)鍛打制造刀、斧；用黃泥或篩細(xì)的陳久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船錨。

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