1、任务一任务一 陶瓷Al2O3钎焊任务二任务二电阻焊任务三任务三 激光焊等其他自动焊模块七模块七 其他焊接实训其他焊接实训技能点技能点知识点知识点真空钎焊使用方法。在真空设备上进行硬钎焊。真空钎焊设备结构、特点及应用情况。真空系统原理及操作程序。任务一任务一 陶瓷陶瓷Al2O3钎焊钎焊 如图7-1所示，这是一个不锈钢管与Al2O3的复合管接头。一侧是金属，一侧是陶瓷。如何焊接呢？提出任务提出任务任务一任务一 陶瓷陶瓷Al2O3钎焊钎焊图7-1双材料管接头分析任务分析任务任务一任务一 陶瓷陶瓷Al2O3钎焊钎焊 用常用的金属熔化焊方法，如果接头两侧材料的熔点相差太大，则难以焊接。另一方面，即使是同
2、种材料，如钢材，随着含碳量的上升以及合金元素含量的上升，用电弧焊方法难以实现有效焊接。应该采用第三种材料，浸润到接缝中以实现有效的连接。这种方法就是钎焊。焊接时，用比母材熔点低的金属材料作为钎料，用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散，形成连接。钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂窝结构、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。利用活性钎料在真空条件下钎焊陶瓷、金刚石等极难润湿类材料时，因氧气被隔绝、降低了表面张力并且钎料中的活性组分得到了很好的保护，可以获得很理想的焊接头。真空钎焊炉见图7-2。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去
3、油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙。间隙一般要求为 0.010.1 mm。任务一任务一 陶瓷陶瓷Al2O3钎焊钎焊图7-2真空钎焊炉任务一任务一 陶瓷陶瓷Al2O3钎焊钎焊安全与防护安全与防护目前真空管式高频电源、IGBT逆变电源都可用于感应钎焊。高频感应加热电源在工作过程中高频电磁场泄漏严重，对其周围环境构成严重电磁波污染，主要表现为无线电波干扰和对人员身体健康的危害两个方面，同时污染的强度又和高频电源的功率成正比，所以在进行感应钎焊时，必须对高频电磁场泄漏采取防护措施，以降低对环境和人体的污染，使其达到无害的程度。高频电磁场对人体的危害主要是引起中枢神经系统的机能障碍和交感神经紧张为主的
4、植物神经失调。主要症状是头昏、头痛、全身无力、疲劳、失眠、健忘、易激动，工作效能低，还有多汗消瘦等症状发生。但是造成上述机能的障碍，不属于器质性的改变，只要脱离工作现场一段时间，人体即可恢复正常。任务一任务一 陶瓷陶瓷Al2O3钎焊钎焊采用整体屏蔽，即将高频设备和馈线、感应线圈等都放置在屏蔽室内，操作人员在屏蔽室外进行操作。屏蔽室的墙壁一般用铝板、铜板或钢板制成，板厚一般为1215 mm。操作时对需要观察的部位可装活动门或开窗口，一般用40目(孔径0.450 mm)的铜丝屏蔽活动门或窗口。对于功率较大的高频设备还可用复合屏蔽的方法增强防护效果。通常是在屏蔽室内将高频变压器和馈线等高频泄漏源先用
5、金属板或双层金属网进行局部屏蔽，为了解决高场强的近区装置的发热间题，屏蔽罩需留有适当的缝隙，以切断感生电流，这当然对高频防护是不利的。为了高频加热设备工作安全，要求安装专用地线，接地电阻要小于4。而在设备周围，特别是工人操作位置要铺耐压35 kV绝缘橡胶板。设备启动操作前，仔细检查冷却水系统，只有当水冷系统工作正常时，才允许通电预热振荡管。设备检修一般不允许带电操作，如实在需要带电检修，操作者必须穿绝缘鞋，带绝缘手套，必须另有专人监护。停电检修时，必须切断总电源开关，并用放电棒将各个电容器组放电后，才允许进行检修工作。1多功能真空炉 1台 2真空装置 1台 3高频感应加热装置 1台 4感应器
6、1台 5钎料H62 黄铜 1块 HL302 1块 银铜钛活性钎料 1块 6试片（25 mm25 mm1 mm）低碳钢(Q235)2块 不锈钢(1Cr18Ni9Ti)2块 陶瓷Al2O3 2块 设备仪器及材料的选用设备仪器及材料的选用任务一任务一 陶瓷陶瓷Al2O3钎焊钎焊任务一任务一 陶瓷陶瓷Al2O3钎焊钎焊操作要领操作要领1.检查真空系统主阀、前级阀、粗抽阀、放气阀是否处于关闭状态，如有开启应先关闭。2.启动水泵，接通冷却水，水压在0.2 MPa左右。3.开启控制柜电源，打开真空计开关，启动机械泵。4.打开前级阀，启动扩散泵预热。5.将母材和钎料表面氧化膜打磨干净，用丙酮清洗去除油污装配好
7、，放入炉内，关闭炉门。6.预热40分钟后，关闭前级阀，打开粗抽阀，粗抽真空约10分钟，真空度应在1.310-2 Pa左右。因扩散泵处于加热工作状态，为避免扩散泵油过热，前级阀不能长时间关闭。此时，如果真空计示值偏大则可能有泄漏，应关闭粗抽阀，打开前级阀，进行检查。7.关闭粗抽阀，打开前级阀，打开主阀，真空室抽真空。8.根据实验要求，当真空室到适当真空度后即可开启主加热电源升温。到温后保温适当时间，完成焊接，即可关闭主加热电源，随后冷却。9.真空系统不能马上关闭，要待真空室冷却到适当温度后才可关闭。关闭顺序为：关主阀、关扩散泵加热电源、关前级阀、关机械泵。10.当真空室冷却到80 以下时，即可打
8、开放气阀，打开炉门，尽快取出工件；再关上炉门，关闭放气阀，启动机械泵，打开粗抽阀，粗抽真空度到1.310-2 Pa左右，关闭粗抽阀，关闭机械泵，以免炉内保温材料吸潮。11.最后，关闭水泵，关闭控制柜及所有电源。12.如用自制真空装置，到适当真空度后即可用高频感应电源做外热电源进行焊接。每焊完一件即可关闭真空室挡板阀，开启放气阀，打开真空室，取出工件。然后再装入工件，关闭放气阀，打开真空室挡板阀，抽到真空后又可进行焊接。完成工作后停泵顺序如上所述，并且没有真空室冷却过程，效率较高。任务一任务一 陶瓷陶瓷Al2O3钎焊钎焊任务二电阻焊任务二电阻焊技能点技能点知识点知识点熔核的形成过程。选择点焊规范
9、参数的一般原则和方法。焊接规范参数对熔核尺寸及接头强度的影响。提出任务提出任务任务二电阻焊任务二电阻焊电阻焊是压力焊的一种，它是利用电流通过焊件及其接触面产生的电阻热加热金属，在压力作用下实现焊接的。电阻焊的类型(按接头形式和工艺方法分类)有：点焊、缝焊、凸焊和对焊等。点焊的特点：以强大电流短时间通过被圆柱形电极压紧的搭接工件，在电阻热及其压力下形成熔核。在形成熔核的同时，熔核周围金属也被加热到高温，在电极压力作用下产生塑性变形及强烈的再结晶过程，并在结合面上形成共同晶粒。熔核周围这一环状塑性区域称为塑性环，它也有助于点焊接头承受载荷。点焊工艺过程是被焊接金属受到热和机械力作用的过程，而施加焊
10、接压力和通以焊接电流是形成点焊接头的基本条件。任务二电阻焊任务二电阻焊1.接头的形成过程分析任务分析任务任务二电阻焊任务二电阻焊2.接头强度和熔核直径的关系 点焊接头的静载强度，一般包括拉剪强度、正拉强度及扭转强度等。接头的静载强度除决定于母材的强度和厚度外，还受到熔核的形状和尺寸、接头的组织，内部和外部的缺陷。残余应力、接头搭边尺寸、焊点的间距和排列等因素的影响，而最重要的影响因素是熔核直径。一般情况下，低碳钢板在不同的规范条件下焊接时接头的拉剪强度与熔核直径、塑性环直径之间基本上成正比关系，因此只要获得符合技术条件要求的熔核尺寸，一般都能保证足够的静载强度。接头的塑性指标用延性比来表示，延
11、性比是正拉强度/拉剪强度的比率。延性比的值是：碳素结构钢一般大于0.25；低碳钢在0.30.7范围内变动。一般而论，含碳量越高，延性比往往越低。焊接规范，特别是焊接时间，对于延性比的影响较大。3.参数对于熔核尺寸和接头强度的影响任务二电阻焊任务二电阻焊 点焊的基本参数有焊接电流IW(kA)、通电时间tW(周)、焊接压力FW(N)、电极端面形状和尺寸等。其中前三个参数是形成点焊接头的三大要素。点焊时合理地选择这些参数，并使这些参数保持稳定，是获得优质接头的重要条件。(1)焊接电流IW(kA)焊接电流是最重要的点焊参数。点焊时产生的热量为Q=I2WRtW，当其他参数不变时，Q与IW2的平方成正比。
12、当焊接电流较小时，加热量不足，不能形成熔核或熔核尺寸很小。随着焊接电流的增加，熔核尺寸迅速扩大。但焊接电流过大，加热过于强烈，熔核扩展速度大于塑性环扩展速度时，将会产生严重飞溅，使焊接质量下降。因此，焊接电流的选择应以不产生飞溅。在点焊过程中，由于电源电压的波动、多台焊机同时通电的相互干扰、焊接电流的分流、磁性材料伸入焊接回路等，都可能导致焊接电流的变化。保证在通电中、后期具有足够的电流密度，对于提高焊接质量有较大意义。任务二电阻焊任务二电阻焊 (2)焊接时间tW(周)焊接时间的影响与焊接电流相类似。由于温度场的建立要有一个过程，当焊接时间过短时，不能形成熔核。增长焊接时间，焊接区中心部位首先
13、出现熔核，并随时间延长迅速长大。伴随熔核长大及塑性环扩展，工件接触面积增加，工件内部电阻及电流密度降低，散热加强，熔核扩展速度缓慢，最终达到熔核尺寸的饱和值。如果在熔核尺寸饱和后继续加热，一般不会产生飞溅。这时由于塑性环还有一定扩大，拉剪强度略有增加，但强度分散性增大，正拉强度有所下降。(3)电极压力FW(N)电极压力主要影响焊接区金属的塑性变形及接触面积，从而影响焊接区的电阻、电流密度及散热。当焊接压力过小时，由于焊接区金属的塑性变形范围及变形强度不足，造成电流密度过大，加热速度大于塑性环扩展速度，从而产生飞溅。随着焊接压力的增加，焊接区接触面积增大，工件的总电阻及电流密度减小，特别是焊透率
14、下降更快。如果在增大焊接压力的同时，相应增大焊接电流，则可保证焊点核心尺寸及接头强度基本不变。电极压力的大小，对焊接区的塑性变形有很大影响。提高电极压力，将能有效地防止飞溅、裂纹、缩孔等缺陷的产生。在焊接过程中，通电前，由于电极向下移动，摩擦力向上，使实际电极压力减小。在通电过程中，由于金属膨胀，把电极向上推移，使实际加压力增大。所以在焊接过程中，实际的电极加压是一动态过程。摩擦力越大，实际电极加压的变化越大。(4)电极端面形状和尺寸 电极端面形状和尺寸也直接影响到焊接区的接触面积及电流密度。它们对于焊点质量的影响与电极压力相类似。电极端面形状主要依据被焊接材料的特性而选定。对于低碳钢可选用锥
15、形电极或平面电极。电极端面直径ddj主要是根据焊点核心直径dh来选择，一般选择ddj(1.11.2)dh。任务二电阻焊任务二电阻焊任务二电阻焊任务二电阻焊 (5)规范参数的选择 当电极端面形状和尺寸选定以后，焊接规范的选择主要是考虑焊接电流、通电时间及电极压力。这三个参数与焊接时的发热、散热都有直接联系，可相互匹配成硬、中、软三种规范，或称A、B、C三种规范，各种规范分别适用于A、B、C(或一、二和三)类焊接接头。所谓硬规范是指采用大的焊接电流，短的通电时间，并相应提高电极压力。软规范是指采用小的焊接电流、小的电极压力及长的通电时间。介于二者之间的规范是中规范。从发热考虑，产生的焦耳热与I2W
16、tW成正比，从理论上讲，采用大电流短时间，或者小电流长时间的焊接规范，能产生同样的热量。但焊接的时间越长，热量损失越多，当焊接电流过小时，不可能获得所要求的熔核尺寸及接头强度。另外，当焊接时间达到3(为点焊时的热时间常数)时，焊接区中心部位的温度已基本稳定，熔核尺寸也接近饱和。如果选择tW 3,由于加热的时间过长，会造成焊接质量下降。所以焊接时间的选择应受加热时间常数的限制，一般选在接近3为宜。或者在熔核直径扩展速率减缓到接近饱和点范围内选择。焊接电流与电极压力的匹配，应以不产生飞溅为前题。根据这一前题所制定的焊接电流与电极压力关系曲线称为飞溅临界曲线。但焊接压力选择过大，会造成固相焊接(塑性
17、环)范围过宽，致使焊接质量不稳定。在一定焊接时间、焊接压力的条件下，把增大焊接电流而不产生飞溅时所获得的最大熔核直径dm定义为最大临界熔核直径。当焊接电流与电极压力的匹配满足dm=(1.151.2)dh时，能获得较稳定的焊接质量。任务二电阻焊任务二电阻焊设备仪器及材料的选用设备仪器及材料的选用任务二电阻焊任务二电阻焊1DN2-75型点焊机1台2SC-16光线示波器1台3砂轮切片机1台4钳形电流表1只5万用电表1只6晶体管压力表(5 t)1只7秒表1块8万能拉力试验机(600 t)1台9钢板，=1.52 mm,30 mm100 mm10粗砂布11钢字头1盒任务二电阻焊任务二电阻焊 1.准备过程操
18、作过程操作过程 (1)用粗砂纸消除焊接试片的铁锈，直到表面有金属光泽为止。(2)启动焊机、检查焊机工作是否正常。(3)选择最佳焊接规范。初选参考焊接规范。用一对试片焊23个焊点。试片的一端应留2030 mm长，以便撕开时夹紧试片。焊接质量应满足无飞溅。表面无严重过热。压抗深度约为板厚的10%15%。在虎钳上用铰杠撕开。对于1.5+1.5 mm试片。熔核直径应为6.57.0 mm，否则应重新调整焊接规范。在选定规范的基础上，增大焊接电流以获得最大临界熔核直径dm。当满足dm=1.101.2 dh时，可认为所选的即为最佳规范。否则应重新调整所选的规范。任务二电阻焊任务二电阻焊2.焊接 (1)观察焊
19、接电流对于焊点质量的影响。在已选定的最佳规范基础上，固定其他参数值不变，只改变焊接电流进行实验。电流从小到大至少应选68个不同的值，最小电流值可选6 kA左右。最大电流值应超过13 kA.用所选的最小电流值进行焊接应出现未焊透。最好此时仅有很小的核心，但又不产生脱焊。最大电流值焊成的焊点，应产生较严重飞溅。每改变一次电流值，需焊4对试片，其中一对试片焊5个焊点，取中间三个焊点作低倍金相磨片。另外三对试片焊单点，作拉剪强度试验。焊接时，记录焊接电流及通电时间。将试验结果填入表7-2中。任务二电阻焊任务二电阻焊表7-1 焊接电流对接头质量的影响 (2)观察焊接时间对于焊点质量的影响 在已选定最佳规
20、范的基础上，固定其他参数值不变，只改变焊接时间进行实验。焊接时间至少应选68个不同的值。最短焊接时间可选56周波。最长焊接时间应选30周波以上，最短焊接时间的实验焊点，必须保证出现未焊透，最好只有很小核心，但不应出现脱焊。另外应有两个实验点使熔核直径达饱和值。每改变一次tw,焊4对试片，其中一对试片焊5个焊点，取中间三个焊点作低倍金相磨片。另外三对试片焊单点，作拉剪强度试验将实验结果填入表7-3中。任务二电阻焊任务二电阻焊表7-2 焊接时间对接头质量的影响任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊技能点技能点知识点知识点激光加工数控编程的基本知识和技巧。对不同材料、选用不同工艺参数编程进
21、行激光加工。数控编程基本知识。激光焊接、切割的原理、加工过程的特点。激光加工设备的组成及工作原理。任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊 激光焊接以较高的能量密度和对材料较短的热作用时间，有效减少了焊缝区的冶金损伤、热应力和焊接结构的变形，提高了焊接接头的综合力学性能，焊接效率也大大提高。近年来发展中的激光与电弧复合热源，一方面由于电弧稀释等离子体、预热工件并提高了金属对激光的吸收率；另一方面激光可引导电弧，使弧柱的电阻减小，场强降低，提高了电弧的稳定性。因而，改善了激光焊接的工艺的适应性，拓展了激光的工业应用范围。以下从新材料、异种材料、接头性能及焊接生产效率等方面提供一些典型的激
22、光应用实例。激光应用现状激光应用现状1.各种新材料和高强材料的焊接 如镁合金、铝合金、钛合金、X52、X70中厚管线钢、镍基合金、耐热钢以及复合材料等的焊接。2.基于激光的异种金属材料焊接 黄铜紫铜、铜钢、铝钢等的异种金属材料焊接与传统熔焊方法相比，焊接接头的性能显著提高。任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊3.激光焊接高效化的工程应用 近年来激光焊接在汽车车身的装焊、中厚板的焊接与切割、镀层管板的切割、管线铺设工程、船舶制造中都取得工业化应用新进展，且运行成本不断下降，对传统加工方法的改进或替代、生产效率与产品品质的大幅度提升，构成了对激光加工技术有力的需求驱动。另外，值得注意的
23、是激光与电弧的复合热源在提高焊接速度方面的工程意义。例如，激光TIG复合热源的焊速可以达到激光焊接的两倍以上，这在常规TIG焊中是难以做到的，而激光MIG复合热源的焊速则比单独MIG提高一倍以上。在工艺特点上可表达为：高效节能；增加熔深；可进行高速焊接；调节两种热源参数，可改善焊缝成形，热影响区小；提高了坡口间隙的允许公差，更加容易跟踪焊缝。这一优点对于超高强钢、超细晶粒钢、高强铝合金等焊接时低能量输入要求具有重要的应用价值。任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊提出任务提出任务 激光焊接是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行
24、焊接的方法。它具有输人热量少、焊接速度高、接头热变形和热影响区小、熔池形状深宽比大、组织细、韧性好等优点。任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊分析任务分析任务 激光焊时熔池的熔深和形状除了与材料本身的热物理性质有关外，主要受激光光斑性质、功率密度、焊接速度，以及保护气体等因素影响。激光束的聚焦尺寸参数有光斑直径d0、焦距f、焦深b0,光斑直径d0应根据加工要求来确定。焦距小，则光斑直径小。短焦距使加工头与焊件表面之间的可用距离变小，除装卡工件不方便外，透镜表面还容易被熔融金属的飞溅或产生的金属蒸气损伤，造成光学元件过早损坏。大焦深时，工件沿激光入射方向在焦平面附近的较大深度范围能接
25、收到较高的激光能量，为激光深熔化焊创造条件。进行实际激光焊之前需要调整工件的位置(高度)，以便能使材料接受到最大的激光辐射。在进行实际激光焊时，激光焦点不一定是恰好在待焊工件的表面上，有时在表面下方或上方。根据经验激光焦点位于工件厚度的1/3深度时往往能获得理想的焊缝。激光焊时，熔深随焊接速度的增加几乎是呈线性下降，要根据材料的热物理性质、接头形式和零件厚度等条件选择焊接速度，应能使材料吸收到足够的激光能量，实现充分的熔化，获得理想的熔深。焊接速度过低时，会导致材科发生强烈汽化或焊穿；焊接速度过高时，焊缝浅，接头性能差。激光功率的大小也影响焊缝的熔深，熔深和激光功率几乎是成正比的。Nd：YAG
26、激光的连续缝焊，影响熔深和焊缝形状的还有激光脉冲能量、脉冲宽度和频率。高的激光功率允许以较大的速度进行焊接。在同等激光功率的情况下，Nd：YAG激光所允许的最大焊接速度较CO2激光高，这是材料表面对Nd：YAG激光的吸收率较CO2激光大的缘故。焊接时保护气体的作用有：防止焊缝氧化和产生气孔；抑制等离子体云等。在激光焊接过程中保护气体对焊缝的吹射，不但能防止焊缝的氧化和产生气孔，而且还能把等离子体云吹散，增加熔池对激光能量的吸收。所用气体应该有较大的电离能，并防止保护气体本身发生电离，产生等离子体。常用的保护气体有氩气、氦气和氮气。任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其
27、他自动焊任务三激光焊等其他自动焊激光焊接的常用接头有：对接、搭接、T型、卷边对接等形式，如图7-1所示。图7-1 激光焊接常用接头形式 常用于激光焊的材料有：钢、不锈钢、铝合金、铜合金、钛合金、高温合金等。钢最常用于激光焊。碳是钢中的合金元素，但随着碳含量的增加，焊缝质量和构件的性能逐渐变差。焊缝性能也与Mn、Cr、Mo、V和Cu等元素有关。钢中的P、S容易使焊缝产生裂纹，应限制含量。不锈钢中奥氏体不锈钢大多数都可用于激光焊。奥氏体不锈钢的热导率是碳钢的l/3它对激光能量的吸收效果比碳钢好，在同等能量密度激光的辐射作用下，能获得较大熔深的焊缝。对奥氏体不锈钢进行激光焊时，采用较高的焊接速度和较
28、低线能量也能获得良好的焊缝。奥氏休不锈钢的激光焊缝变形较小，但湿气进入焊缝会引起晶问腐蚀和开裂，所以应采取措施对此进行预防。铁素体不锈钢的激光焊接性比奥氏体不锈钢差，其熔化焊焊缝的韧性和耐蚀性低于母材，热影响区容易发生晶粒粗化和马氏体相变。马氏体不锈钢的激光焊接性最差，这是因为其焊缝和热影响区易发生马氏体相变。任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊 铝和铝合金的热导率大，表面对激光的反射能力强，所以较难焊接。熔深不易控制，易在焊绕中形成气孔。铜对激光有强烈的反射作用，所以较难施实连续深熔焊，但可以使用Nd：YAG激光以脉冲方式对较薄铜板进行点焊。激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束
29、照射工件，使照射点材料温度急剧上升开始汽化或熔化，通以一定压力的惰性气体将金属蒸气或熔融金属吹除，或通以氧气使熔融金属燃烧并将熔渣吹除，形成孔洞。随着光束与工件的相对移动最终使材料形成切缝。激光切割分为升华切割、熔化切割和火焰切割，具有切割速度快、切口质量高、节省材料、对材料热影响小等特点，可以切割任何材料，可以实现平面、空间曲面、复杂图形的切割。任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊设备仪器及材料的选用设备仪器及材料的选用1500W YAG激光加工设备 1台2氩气1瓶3氮气1瓶4不锈钢板(100 mm200 mm2 mm)2块5低碳钢板(100 mm200 mm2 mm)2块6丙酮
30、、脱脂棉 若干任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊激光焊接基本原理激光焊接基本原理任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊 按激光束的输出方式不同，可以把激光焊分为脉冲激光焊和连续激光焊。若根据激光焊时焊缝的形成特点，又可把激光焊分为热导焊和深熔焊。前者使用的激光功率密度低，熔池形成时间长，且熔深较浅；后者使用的激光功率密度较高，激光辐射区金属的熔化速度快，在金属熔化的同时伴随着强烈的汽化，能获得熔深较大的焊缝。在激光深熔焊时，高的功率密度足以使熔池金属发生汽化，产生蒸气，激光对金属蒸气的进一步辐射会电离更多的粒子，形成等离子体云。它靠近焊件表面的激光作用区，位于激光源与焊
31、件之间。等离子体云吸收激光能量，对入射激光有散射作用，它可使入射激光光斑尺寸变大、功率密度下降。因此，焊件前部的等离子体云对激光能量有屏蔽效应，降低热效率。等离子体云密度的变化还使进入熔池的激光能量发生变化，导致焊缝熔化深度不均匀，影响接头强度。等离子体云对短波长激光的吸收小。在同等条件下等离子体云对CO2激光的屏蔽作用远大于对Nd：YAG激光的屏蔽作用，这是使用Nd：YAG激光进行激光焊的一个优点。在激光焊过程中，等离子体云对形成焊缝的不利影响起主导作用，应该给予抑制。常用的抑制方法是向熔池上部吹保护气体，吹散金属蒸气或是选择合适的气体直接参与抑制金属蒸气的电离。激光焊设备包括激光器、导光装
32、置、电源系统、制冷系统、数控机床和控制系统等部分，激光加工系统框图如图7-2所示。CO2激光器的输出功率大，激光波长为10.6 m。Nd：YAG激光器输出激光的波长是1.06 m。1.06 m波长的激光很容易被金属所吸收，有利于发挥激光的热效率。短波长激光容易聚焦，给激光加工的操作带来很多方便。任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊图7-2 激光加工系统框图 该激光器的结构紧凑、体积小、重量轻，激光器的工作方式是光激励，能量转换环节较多，电一光转换率较CO2激光器低，因此，输出功率小。本实训用的激光器既是Nd：YAG脉冲激光器，输出峰值功率500W，工作原理如图7-3所示任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊图7-3 Nd：YAG激光器原理图操作过程操作过程1.了解激光加工机的组成及各部分功能用途；2.阅读使用说明书，掌握基本操作和编程方法；3.编写程序对低碳钢板和不锈钢板进行表面熔焊；4.编写程序对低碳钢板和不锈钢板进行切割。任务三激光焊等其他自动焊任务三激光焊等其他自动焊
