模具激光焊接再制造

（4）各参数的可监控性分析：在四种焊接参数中，焊接速度和保护气体流量属于容易监控和保持稳定的参数，而激光功率和焦点位置则是焊接过程中可能发生波动而难于监控的参数。虽然从激光器输出的激光功率稳定性很高且容易监控，但由于有导光和聚焦系统的损耗，到达工件的激光功率会发生变化，而这种损耗与光学工件的质量、使用时间及表面污染情况有关，故不易监测，成为焊接质量的不确定因素。光束焦点位置是焊接参数中对焊接质量影响极大而又很难监测和控制的一个因素。目前在生产中需靠人工调节和反复工艺试验的方法确定合适的焦点位置，以获得理想的熔深。但在焊接过程中由于工件变形，热透镜效应或者空间曲线的多维焊接，焦点位置会发生变化而 可能超出允许的范围。激光焊接要求对工件的边缘进行加工，装配有很高的精度。模具激光焊接再制造

2）工件状况 激光焊接要求对工件的边缘进行加工，装配有很高的精度，光斑与焊缝严格对中，而且工件原始装配精度和光斑对中情况在焊接过程中不能因焊接热变形而变化。这是因为激光光斑小，焊缝窄，一般不加填充金属，如装配不严间隙过大，光束能穿过间隙不能熔化母材，或者引起明显的咬边、凹陷，如光斑对缝的偏差稍大就有可能造成未熔合或未焊透。所以，一般板材对接装配间隙和光斑对缝偏差均不应大于0．1mm，错边不应大于0．2mm。实际生产中，有时因不能满足这些要求，而无法采用激光焊接技术。要获得良好的焊接效果，对接允许间隙和搭接间隙要控制在薄板厚的10％以内。 成功的激光焊接要求被焊基材之间紧密接触。这需要仔细紧固零件，以取得良好效果。而这在纤薄的极耳基材上很难做好，因为它容易弯曲失准，特别是在极耳嵌入大型电池模块或组件的情况下。模具激光焊接硬化激光焊接可用光导纤维进行远距离的传输。

激光作为火箭发动机身部及喷管延伸段焊接方式有众多优势。传统的火箭发动机喷管延伸段分为：再生冷却式、辐射冷却式、排放冷却式、烧蚀冷风式。真空钎焊是铣槽式再生冷却喷管夹层的常规焊接方法，此方式焊缝强度一般，操作流程复杂，焊接需在真空环境中进行，焊接过程难以实现自动化，且对操作人员技术水平要求较高。国内具有生产液体火箭发动机喷管能力的设备均为航天科技集团旗下的7103厂、211厂所拥有，制造周期长，生产成本高。经过分析与论证，激光焊接作为铣槽式再生冷却喷管夹层结构焊接的选择，具有制造周期短，自动化程度高，环境要求低等众多优势，可缩短火箭发动机喷管研制周期（可压缩至10h），降低喷管的制造成本，从而有效降低火箭的发射成本。

铝合金是一种有色金属材料，它具有重量轻，韧性好，强度高等优点，广泛应用于航空航天，汽车，机械制造和化工等行业使用。激光焊接铝合金可提高其加工速度并极大地降低热输入，从而可提高生产效率，改善焊接质量。 铝合金激光焊接机由于激光束是通过脉冲或连续激光束实现的，当激光束直接照射在铝合金表面时，铝合金表面的热量可以迅速扩散到铝合金内部。同时，在熔化的金属上形成反作用力，并且熔化的铝合金的表面被压下以形成小孔。 具有高吸收率的蓝光激光首先被用于熔化工件表面，实现激光深熔焊。

但是对于更厚的铜元件焊接，蓝光二极管激光焊接仍存在局限性，因为对于深熔焊来说，形成小孔是必须的。 铜具有良好的热传导性，所以需要很高的激光强度才能形成小孔。简而言之，作用在局部铜工件上的能量会快速向整个工件传导。使用500W蓝光激光器对铜焊接时，焊深可达0.3mm-0.4mm；使用1000W时的焊深约为0.6mm-0.7mm；理论上，焊深会随着激光功率的提升而增加。目前已有1500W激光器，更高功率的激光器正在研发中。然而，由于蓝光二极管激光器的生产成本高于红外激光器，针对深熔焊其加工效益比较低。严禁在激光器工作时直接使用眼睛扫描激光，以免眼睛受伤。禁止激光工作时使用外部器材反射激光。闭环温度控制激光焊接工艺

焊接设备对激光器的质量要求主要的是光束模式和输出功率及其稳定性。模具激光焊接再制造

3 激光焊接优点 能量集中，焊接效率高、加工精度高，焊缝深宽比大。激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，可在工件周围的夹具或障碍间再导引，其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。 热输入量小，热影响区小，工件残余应力和变形小；焊接能量可精确控制，焊接效果稳定，焊接外观好；非接触式焊接，光纤传输，可达性较好，自动化程度高。焊接薄材或细径线材时，不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。用于动力电池的电芯由于遵循“轻便”的原则，通常会采用较“轻”的铝材质外，还需要做得更“薄”，一般壳、盖、底基本都要求达到1．0 mm 以下，主流厂家目前基本材料厚度均在0．8 mm 左右。模具激光焊接再制造

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