焊接可以分為熔化焊、壓力焊及釬焊。熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時(shí)，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動(dòng)，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。激光焊屬于熔化焊的一種。

手持激光焊接機(jī)一般由激光器（一般配臵 500-1500W 光纖連續(xù)激光器）、冷水機(jī)組、控制軟件、激光焊接頭、光纖等部件組成。配套 1000W 激光器的焊接設(shè)備價(jià)格在 10 萬元左右，配套 1500W 激光器的焊接設(shè)備價(jià)格在 13 萬元左右。

手持激光焊發(fā)展時(shí)間尚短，應(yīng)用的領(lǐng)域集中在鈑金、機(jī)箱、水箱、配電箱等機(jī)柜、櫥柜廚衛(wèi)、不銹鋼門窗護(hù)欄等復(fù)雜不規(guī)則、不需要夾具的焊接工序，在這些應(yīng)用場景中取代了傳統(tǒng)氬弧焊、電焊在薄不銹鋼板、鐵板、鋁板等金屬材料方面的焊接。未來，激光手持焊設(shè)備形成標(biāo)準(zhǔn)后，可應(yīng)用于軌道交通、航空航天、汽車制造等支柱行業(yè)。 

 

手持激光焊接的優(yōu)勢：

1、成本節(jié)?。汗?jié)省成本主要通過提高效率、去技能化、減少焊后處理三方面實(shí)現(xiàn)：

1）效率。手持激光焊接速度快，比傳統(tǒng)焊接快 2-10 倍，一臺機(jī)器一年至少可以省 2 個(gè)焊工； 

2）去技能。操作簡單，無需上崗證即可上崗；

3）焊接后的焊縫平滑，減少后續(xù)打磨工序。

以氬弧焊為例，氬弧焊需要成熟的焊工，1 個(gè)成熟焊工的年人工成本不低于 8 萬元，手 持激光焊使用普通的操作工，一年人工成本僅 5 萬元，按手持激光焊效率是氬弧焊 1 倍計(jì)算，可節(jié)省人工成本 11 萬元。且氬弧焊一般焊后都需要打磨處理，而激光手持焊焊后幾乎不需要打磨，或者是只需要輕微打磨，這樣又節(jié)省一部分打磨工的人力成本。投資回收期在 2 年左右。

2、環(huán)保：傳統(tǒng)氬弧焊會產(chǎn)生大量的焊接灰塵和渣滓，對環(huán)境危害較大，而激光手持焊對環(huán)境的危害相對較少。

3、激光焊接耗材少，壽命長。 

4、擴(kuò)展性強(qiáng)，后期可以配臵機(jī)械手或其他數(shù)控焊接機(jī)床，以及更換普通手持頭或擺動(dòng)手持頭，來達(dá)到各種焊接需求。

5、焊接時(shí)熱影響區(qū)域小，工件無變形，無焊疤，焊接牢固。

6、可焊材質(zhì)種類范圍大，可相互接合各種異質(zhì)材料。

7、手持式操作模式，裝配專用焊接嘴可以對工件實(shí)現(xiàn)任意部位任意角度的焊接，可放臵在離工件適當(dāng)之距離，且可在工件周圍的機(jī)具或障礙間再導(dǎo)引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發(fā)揮。

 

手持激光焊接的缺點(diǎn)：

1、設(shè)備昂貴。 

2、焊件位臵需非常精確，務(wù)必在激光束的聚焦范圍內(nèi)，必須確保焊件的最終位臵需與激光束將沖擊的焊點(diǎn)對準(zhǔn)。

3、最大可焊厚度受到限制，滲透厚度遠(yuǎn)超過 19mm 的工件不適合使用激光焊接。

4、能量轉(zhuǎn)換效率低，通常低于 10%。 

5、安全性：焊工必須經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)，激光不能打到人或者周邊物品，否則會帶來嚴(yán)重?zé)齻?，甚至引發(fā)火災(zāi)（實(shí)際使用中，設(shè)備一般配備安全操作防護(hù)功能，比如移開工件后自動(dòng)鎖光等措施提高安全性）。

6、焊縫較窄：激光焊接是屬于精密焊接工藝，普通直頭焊接對于薄板（1.5mm 以內(nèi)）拼縫的焊接要求縫隙一般都是 0.1mm 左右，過窄的焊縫要求使激光焊接的工藝能力在一定程度上受到了限制。一種解決方案是使用擺動(dòng)焊接頭，即在焊接頭上配臵特制的振動(dòng)模塊。

搖擺頭的技術(shù)來源于振鏡焊接頭。振鏡頭在一定區(qū)域內(nèi)焊接是不需要移動(dòng)的，速度快；而普通直頭則需要通過機(jī)械移動(dòng)來完成焊接軌跡，速度較慢。搖擺焊接頭在二者之間，通過在普通直頭里加入了小范圍擺動(dòng)的振鏡，從而實(shí)現(xiàn)普通直頭輸出激光光束時(shí)可以進(jìn)行小范圍的光速搖擺焊接。這樣，就可以在降低激光器功率的情況下以同樣的焊接速度形成同樣的熔深；或者通過改變振動(dòng)焊接的參數(shù)獲得不同的焊縫寬度。

 

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