紫銅激光焊接工藝及應用研究.pdf

1、紫銅是工業(yè)上應用最多的金屬材料之一。近年來，紫銅薄板在儀器儀表、航空航天、核工業(yè)等方面的應用越來越多。實現(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)的相互作用機制，得到了影響焊接質(zhì)量的主要因素；其次，由于紫銅對激光的反射

2、率很高，因此本文重點研究了紫銅表面的前處理，采用了波長為532nm的納秒激光器對其進行表面黑化處理，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。通過研究發(fā)現(xiàn)黑化紫銅對波長為1064nm的激光吸收率高達84.5％。再次，在理論分析的基礎(chǔ)上，進行了0.3㎜厚的紫銅薄板搭接焊接試驗，重點研究了激光功率、焊接速度和離焦量三個參數(shù)對焊縫成形、焊縫表面硬度、抗拉強度等的影響，研究表明當激

3、光功率為500W、焊接速度為4mm/s、離焦量為0時，焊縫表面形貌最好，焊縫處的硬度最大，拉伸強度也最大。最后，本文對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紫銅薄板激光焊接的影響，通過比較發(fā)現(xiàn)，表面黑化處理的紫銅激光焊接過程更加穩(wěn)定，焊縫硬度和抗拉強度更大。
　　與此同時，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)