紫銅激光焊接工藝及應(yīng)用研究.pdf

1、紫銅是工業(yè)上應(yīng)用最多的金屬材料之一。近年來(lái)，紫銅薄板在儀器儀表、航空航天、核工業(yè)等方面的應(yīng)用越來(lái)越多。實(shí)現(xiàn)超薄紫銅板高質(zhì)量的焊接與封裝變得十分重要。由于紫銅具有傳熱快、易氧化等性質(zhì)，紫銅焊接易產(chǎn)生燒穿、變形、氣孔和裂紋等缺陷。激光焊接具有能量密度大、焊接效率高、熱影響區(qū)小、自動(dòng)化程度高等優(yōu)良特性，適合紫銅薄板材料的焊接。
　　首先，本文從理論上分析了激光與物質(zhì)的相互作用機(jī)制，得到了影響焊接質(zhì)量的主要因素；其次，由于紫銅對(duì)激光的反射

2、率很高，因此本文重點(diǎn)研究了紫銅表面的前處理，采用了波長(zhǎng)為532nm的納秒激光器對(duì)其進(jìn)行表面黑化處理，得到了最佳黑化參數(shù)如下：激光輸出功率為40W、離焦量為0mm、掃描速度為800mm/s、填充寬度為2μm。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)黑化紫銅對(duì)波長(zhǎng)為1064nm的激光吸收率高達(dá)84.5％。再次，在理論分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了0.3㎜厚的紫銅薄板搭接焊接試驗(yàn)，重點(diǎn)研究了激光功率、焊接速度和離焦量三個(gè)參數(shù)對(duì)焊縫成形、焊縫表面硬度、抗拉強(qiáng)度等的影響，研究表明當(dāng)激

3、光功率為500W、焊接速度為4mm/s、離焦量為0時(shí)，焊縫表面形貌最好，焊縫處的硬度最大，拉伸強(qiáng)度也最大。最后，本文對(duì)比采用了表面黑化和涂敷石墨這兩種表面處理方式綜合考察對(duì)紫銅薄板激光焊接的影響，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，表面黑化處理的紫銅激光焊接過(guò)程更加穩(wěn)定，焊縫硬度和抗拉強(qiáng)度更大。
　　與此同時(shí)，本文還搭建了一套多功能光纖激光加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要構(gòu)成包括：光纖激光器、六軸機(jī)器人、多功能加工頭、三維柔性焊接工裝、CCD(圖形傳感器)定位系統(tǒng)