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激光熱傳導(dǎo)傳感器焊接基本原理

文章出處: 文章類型:原創(chuàng) 人氣：發(fā)表時(shí)間：2018-02-27 14:26:00

激光焊接是激光加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。傳導(dǎo)型激光焊接與深穿透激光焊接相同,需將高強(qiáng)度激光束直接輻射至材料表面,通過激光與材料的相互作用,使材料局部熔化實(shí)現(xiàn)焊接。早期的應(yīng)用均是采用脈沖固體激光器,進(jìn)行小型零件的點(diǎn)焊和由點(diǎn)焊搭接而成的縫焊;焊接過程屬傳導(dǎo)焊接,即激光輻照加熱工件表面,產(chǎn)生的熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部傳遞。高功率CO2及Nd:YAG激光器的出現(xiàn),開辟了激光焊接的新領(lǐng)域,獲得了以小孔效應(yīng)為理論基礎(chǔ)的深熔焊接,在機(jī)械、汽車、鋼鐵等行業(yè)獲得了日益廣泛的應(yīng)用。

由于吸收強(qiáng)激光束的熱是以高速進(jìn)行的,材料表面迅速被加熱至熔點(diǎn)溫度,在激光輻射作用下的熔化是激光焊接的基本過程。激光焊接的應(yīng)用領(lǐng)域之所以迅速地?cái)U(kuò)展,是由于它能在其作用區(qū)域內(nèi),以不同的脈沖寬度和脈沖重復(fù)頻率進(jìn)行連續(xù)、脈沖輻射,并且定域加熱和控制光通密度的分布均相對(duì)容易。

激光熱傳導(dǎo)傳感器焊接

激光熱傳導(dǎo)焊接基本原理

在激光輻射作用下的熔化是激光焊接的基本過程。將高強(qiáng)度的激光束輻射至金屬表面通過激光與金屬的相互作用,使金屬熔化形成焊接。激光與材料相互作用過程中,同樣會(huì)出現(xiàn)光的反射、吸收、熱傳導(dǎo)及物質(zhì)的傳導(dǎo),只是在熱傳導(dǎo)型激光焊接中,輻射至材料表面的功率密度較低,光能量只能被表層吸收,不產(chǎn)生非線性效應(yīng)或小孔效應(yīng)。

光的穿透深度可用△Z表示:

A表示材料對(duì)激光的吸收系數(shù),對(duì)大多數(shù)金屬A為105~106/cm;

I0表示材料表面吸收的光強(qiáng);

I表示光入射至△Z處的光強(qiáng)。

由此可見,當(dāng)光穿透微米數(shù)量級(jí)后,入射光強(qiáng)I已趨于零,因此,材料內(nèi)部加熱是通過熱傳導(dǎo)方式進(jìn)行的

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傳感器激光焊接圖片

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