激光焊接強(qiáng)度如何，到底結(jié)實(shí)嗎？

發(fā)布時間：2019-07-27 | 來源：星鴻藝激光焊接運(yùn)營部 | 分享：

當(dāng)您在問這個問題的時候，正常情況下，激光焊機(jī)廠家都會回答激光焊接非常結(jié)實(shí)，強(qiáng)度很大，這是真的嗎？今天就來和大家談?wù)勥@個話題！

首先要了解焊接強(qiáng)度的影響因素

焊接的主要目的是為了使構(gòu)件之間形成足夠強(qiáng)度的連接，焊接強(qiáng)度既是使用焊接性分析的基本問題，又是焊接結(jié)構(gòu)完整性分析的基礎(chǔ)，影響焊接強(qiáng)度的因素主要有力學(xué)和材料兩方面，力學(xué)方面的影響包括焊接缺陷、接頭形狀的不完整性、殘余應(yīng)力和焊接變形等，材質(zhì)方面的影響包括焊接熱循環(huán)引起的組織變化、熱塑性應(yīng)變循環(huán)產(chǎn)生的材質(zhì)變化、焊后熱處理和較正變形引起的材料變化等。

焊接熱力過程

焊接通常是在材料連接區(qū)（焊接區(qū)）處于局部塑性或熔化狀態(tài)下進(jìn)行的，為使材料達(dá)到形成焊接的條件，需要高度集中的熱輸入，因此，在材料的焊接過程中要利用焊接熱源對焊接區(qū)進(jìn)行加熱，使其熔化（熔化焊）或進(jìn)入塑性狀態(tài)（固相焊接）隨后在冷卻過程中形成焊縫和焊接接頭。

焊接熱過程具有集中、瞬時的特點(diǎn)，這對材料的顯微組織狀態(tài)有很大影響，也使構(gòu)件產(chǎn)生焊接應(yīng)力變形，這種熱作用稱為焊接熱效應(yīng)。

在焊接過程中，對焊件進(jìn)行不均勻的加熱和冷卻，焊件內(nèi)部將產(chǎn)生不協(xié)調(diào)應(yīng)變，從而引起焊接應(yīng)力與變形。

焊接接頭應(yīng)力集中

在焊接接頭的局部區(qū)域都會產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力集中對結(jié)構(gòu)的直接作用就是所謂的缺口效應(yīng)，缺口效應(yīng)對焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有不同程度的影響，嚴(yán)重的缺口效應(yīng)將顯著降低焊接結(jié)構(gòu)的承載能力，焊接接頭的缺口效應(yīng)可以是明顯可見的，也可能是不能直接從外觀上體現(xiàn)的，前者可以稱為顯示缺口效應(yīng)，后者可以稱為隱式缺口效應(yīng)，焊接接頭幾何形狀或缺陷所引起的缺口效應(yīng)應(yīng)顯示存在，而材料性能差異特別是異種材料界面連接情況所引起的缺口效應(yīng)以隱式存在。

顯示缺口效應(yīng)是一般意義上的應(yīng)力集中問題，僅從結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造出發(fā)分析其局部應(yīng)力，而不考慮材料性能的差異。

焊接熔深度

對于一些較厚的工件，焊縫熔深和容池形成過程中是否產(chǎn)生飛濺氣孔夾雜等等就是焊接強(qiáng)度的體現(xiàn)。

那么究竟激光焊接是什么？真的有宣傳說的那么牛嗎？簡單來說，激光焊機(jī)是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接可以采用連續(xù)或脈沖激光束加以實(shí)現(xiàn)，激光焊接的原理可分為熱傳導(dǎo)型焊接和激光深熔焊接。

熱傳導(dǎo)型激光焊接原理為:激光熱導(dǎo)焊作用在工件表面的光斑功率密度較低，一般小于105W/cm2。激光將能量輸送到焊接工件表面，使得金屬表面加熱到熔點(diǎn)與沸點(diǎn)之間。金屬材料表面將所吸收的光能轉(zhuǎn)化為熱能使其金屬表面溫度不斷升高而熔化，再以熱傳導(dǎo)方式將熱能傳向金屬內(nèi)部，使熔化區(qū)域逐漸擴(kuò)大，冷卻后形成焊點(diǎn)或焊縫，這種焊接原理類似于鎢極氬弧焊（TIG），被稱為熱導(dǎo)焊。

激光深熔焊：當(dāng)作用到金屬表面的激光功率密度大于105W/cm2時，高功率的激光束作用到金屬材料表面引起局部熔化并形成“小孔”，激光束通過“小孔”深入到熔池內(nèi)部，而金屬則在小孔前方熔化，熔融金屬繞過小孔流向后方，重新凝固后形成焊縫。

隨著高功率激光器的研制和開發(fā)，激光焊接技術(shù)被廣泛應(yīng)用到多個領(lǐng)域中，主要是因?yàn)槠渚哂幸韵聨讉�特點(diǎn)：

采用激光焊接機(jī)進(jìn)行工件連接時，被焊接工件的連接間隙幾乎沒有，同時焊接的深寬比大，焊后變形小，熱影響區(qū)小，精度高。

焊接裝置簡單靈活、能在室溫或特殊條件下進(jìn)行焊接，對焊接環(huán)境要求不高。

激光焊接機(jī)具有相當(dāng)大的熔深，功率密度大，可焊接難熔材料，如鈦合金，45號鋼等等。

在早起激光焊接技術(shù)最早應(yīng)用于軍事方面的坦克制造領(lǐng)域，國防中的焊接產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)度極高且對焊接環(huán)境和焊接工藝極其苛刻使得激光能提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)焊接技術(shù)的焊接強(qiáng)度和焊接品級。但雖然能提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)焊接技術(shù)的焊接強(qiáng)度，但是其焊接成本也是只有一國之力可以負(fù)擔(dān)的。 后來，隨著激光焊接技術(shù)的改進(jìn)，以車身制造硬技術(shù)擅長的大眾集團(tuán)便把曾經(jīng)在軍事領(lǐng)域一枝獨(dú)秀的激光焊接技術(shù)在20世紀(jì)90年代應(yīng)用到了汽車焊接領(lǐng)域。使得汽車的結(jié)構(gòu)和零部件的焊接品級和強(qiáng)度得到了革命性的改變。足以說明激光焊接的優(yōu)勢。

從消費(fèi)者的角度來看，激光焊接的強(qiáng)度到底如何，是一個比較復(fù)雜的話題，因產(chǎn)品和焊接工藝決定！當(dāng)相關(guān)條件滿足時，焊接的強(qiáng)度自然是非常結(jié)實(shí)的。絕對≥市面上的傳統(tǒng)焊接工藝。

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