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焊接方法与设备其他焊接方焊接方法与设备其他焊接方法法2022/12/42022/12/4杨建国杨建国1 1你现在浏览的是第一页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国2 2第十第十章章 其他焊接方法其他焊接方法n电渣焊n螺栓焊n电子束焊n激光焊接n摩擦焊接n高频焊接你现在浏览的是第二页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国3 3第一节 电渣焊你现在浏览的是第三页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国4 4第一节 电渣焊-原理及分类你现在浏览的是第四页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国5 5第一节 电渣焊-原理及分类你现在浏览的是第五页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国6 6第一节 电渣焊-原理及分类你现在浏览的是第六页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国7 7第一节 电渣焊-原理及分类你现在浏览的是第七页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国8 8第二节 螺柱焊你现在浏览的是第八页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国9 9第二节 螺柱焊-定义及原理螺栓板接触面电弧熔化区力力你现在浏览的是第九页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国1010第二节 螺柱焊-特点及分类你现在浏览的是第十页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国1111第二节 螺柱焊-特点及分类你现在浏览的是第十一页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国1212第二节 螺柱焊-特点及分类你现在浏览的是第十二页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国1313第二节 螺柱焊-特点及分类你现在浏览的是第十三页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国1414第二节 螺柱焊-特点及分类你现在浏览的是第十四页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国1515第二节 螺柱焊-特点及分类你现在浏览的是第十五页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国1616第二节 螺柱焊-特点及分类你现在浏览的是第十六页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国1717第三节 高能束焊接你现在浏览的是第十七页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国1818第三节 高能束焊接-电子束焊你现在浏览的是第十八页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国1919第三节 高能束焊接-电子束焊你现在浏览的是第十九页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国2020第三节 高能束焊接-电子束焊你现在浏览的是第二十页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国2121第三节 高能束焊接-电子束焊你现在浏览的是第二十一页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国2222第三节 高能束焊接-激光焊你现在浏览的是第二十二页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国2323一、激光焊接原理一、激光焊接原理 热导焊接 深熔焊接 热导焊焊缝 深熔焊焊缝 激光焊接原理及应用激光焊接原理及应用你现在浏览的是第二十三页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国2424二、激光深熔焊的几何特征、熔池流动、小孔对光吸收二、激光深熔焊的几何特征、熔池流动、小孔对光吸收 激光深熔焊几何特征1 激光束 2 焊接熔池 3 小孔 4 焊缝宽度 5 熔池深度激光深熔焊腔内液体金属的流动1 激光束 2 小孔后部流动区 3 小孔内流动区 小孔内激光的吸收过程1 激光束 2 等离子体3 熔池后部熔化区4 焊件运动方向 你现在浏览的是第二十四页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国2525激光束基本特性激光束基本特性 单色性好、方向性好、亮度高、相干性好。单色性好、方向性好、亮度高、相干性好。1、单色性、单色性 激光中单色性最好的是气体激光器产生的激光。激光中单色性最好的是气体激光器产生的激光。He-NeHe-Ne激光器产生的激光器产生的632.8nm632.8nm谱线，线宽只有谱线，线宽只有1010-9-9nmnm。普通光源中单色性最好的用来作为长度基准器的氪灯普通光源中单色性最好的用来作为长度基准器的氪灯(Kr(Kr8686)，其谱，其谱线宽度为线宽度为4.7104.710-3-3nmnm。激光的单色性比一般光要高出激光的单色性比一般光要高出10106 610107 7倍以上倍以上 .自然光由波场范围较宽的光构成，激自然光由波场范围较宽的光构成，激光的谱线展宽极小，具有很好的单色性。光的谱线展宽极小，具有很好的单色性。单色性决定物质对激光能量的吸收和精单色性决定物质对激光能量的吸收和精细聚焦的可能性；细聚焦的可能性；CO2：10.6m CO：5.4m YAG：1.06m 准分子：准分子：0.24m；激光自然光波长能量你现在浏览的是第二十五页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国26262、方向性好、亮度高、方向性好、亮度高 从光源发出的激光平行传播的程度成为方向性。从光源发出的激光平行传播的程度成为方向性。激光器输出的光束发散角度很小，可以小于或等于激光器输出的光束发散角度很小，可以小于或等于10-310-5弧度。弧度。激光通过直径为激光通过直径为D的孔径时，由于衍射会产生一定发散：的孔径时，由于衍射会产生一定发散：激光的方向性带来两个结果：激光的方向性带来两个结果：光源表面的亮度高；被照射地方光的照度大。光源表面的亮度高；被照射地方光的照度大。一个具有一个具有10mW功率的功率的He-Ne激光器可产生比太阳高几千倍的亮度，可激光器可产生比太阳高几千倍的亮度，可在屏幕上形成面积很小但照度很大的光斑。在屏幕上形成面积很小但照度很大的光斑。你现在浏览的是第二十六页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国27273、相干性好相干性好 以适当方法将统一光源发出的光分成两束，再以适当方法将统一光源发出的光分成两束，再 使两束光重使两束光重 合便产生明暗相间的条纹，这就是合便产生明暗相间的条纹，这就是 光的干涉。光的干涉。自然光由无数的原子与分子发射，产生波长各不相同的杂乱光，合自然光由无数的原子与分子发射，产生波长各不相同的杂乱光，合成后不能形成整齐有序的大振幅光波。成后不能形成整齐有序的大振幅光波。激光的相位在时间上是保持不变的，合成后能形成相位整齐、规激光的相位在时间上是保持不变的，合成后能形成相位整齐、规则有序的大振幅光波。则有序的大振幅光波。你现在浏览的是第二十七页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国2828第三节 高能束焊接-激光焊你现在浏览的是第二十八页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国2929远距离焊接系统原理你现在浏览的是第二十九页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国3030激光焊接的主要问题：激光焊接的主要问题：设备贵设备贵反射问题反射问题组装定位组装定位合合金金元元素素的的挥挥发发 焊焊接接过过程程中中一一些些高高挥挥发发性性的的合合金金元元素素(如如硫硫和和磷磷)从从熔熔池池中中挥挥发发出出来来，会会导导致致气气孔孔的的产产生生，而而且且有有很很可可能能产产生生咬咬边。边。冷冷却却速速度度非非常常快快 材材料料的的含含碳碳量量成成为为一一个个非非常常重重要要的的影影响响参参数数，对材料的脆化、微裂纹及疲劳强度都会有影响。对材料的脆化、微裂纹及疲劳强度都会有影响。你现在浏览的是第三十页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国3131第三节 高能束焊接-激光焊你现在浏览的是第三十一页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国3232第三节 高能束焊接-激光焊激光的形成过程激光的形成过程 工作物质工作物质 激励、受激辐射激励、受激辐射 自激振荡增益自激振荡增益 外界能量注入（泵浦）外界能量注入（泵浦）光学谐振腔光学谐振腔 你现在浏览的是第三十二页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国3333第三节 高能束焊接-激光焊你现在浏览的是第三十三页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国3434CO2激光的产生激光的产生1.激光束激光束2.切向排风机切向排风机3.气流方向气流方向4.热交换器热交换器5.后镜后镜6.折叠镜折叠镜7.高频电极高频电极8.输出镜输出镜9.输出窗口输出窗口 CO2激光器系统 一般气流的流动速度较慢一般气流的流动速度较慢,将热量从放电腔中带走。将热量从放电腔中带走。你现在浏览的是第三十四页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国3535YAG激光的产生激光的产生根据工作物质分类：根据工作物质分类：红宝石：激活离子红宝石：激活离子Cr3+，波长：，波长：694.3nm，三能级；，三能级；Nd:YAG：激活离子：激活离子：Nd，波长：，波长：1.06 m，四能级；，四能级；钕玻璃：钕玻璃：激活离子：激活离子：Nd，波长，波长:1.06 m，四能级，四能级 脉冲宽度：脉冲宽度：100500ns，频率：几百，频率：几百62kHz。你现在浏览的是第三十五页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国3636YAG激光的产生激光的产生灯泵浦灯泵浦Nd:YAG激光器激光器 大功率激光器中，典型的大功率激光器中，典型的Nd:YAG棒一般是长棒一般是长150mm，直径，直径710mm。泵浦过程中激光棒发热，限制了每个棒的最大输出功率。单棒泵浦过程中激光棒发热，限制了每个棒的最大输出功率。单棒Nd:YAG激光器的功率范围约为激光器的功率范围约为50800W。你现在浏览的是第三十六页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国3737灯泵浦灯泵浦Nd:YAG体激光器体激光器 将几个将几个Nd:YAG棒串联起来可获得高功率棒串联起来可获得高功率的激光束，每个独立的棒可通过透镜引导并规的激光束，每个独立的棒可通过透镜引导并规则的排列起来。则的排列起来。目前的目前的Nd:YAG激光器系统多达激光器系统多达8个腔。个腔。输出输出4kW功率。功率。1kW的脉冲Nd:YAG激光器YAG激光的产生激光的产生你现在浏览的是第三十七页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国3838激光激光TIGTIG复合复合electrodearclaser beam旁轴激光与TIG复合 双束激光与TIG同轴复合 多电极TIG与激光同轴复合laser beam 1lensarclaser beam 2你现在浏览的是第三十八页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国3939激光激光MIGMIG复合复合利用填丝提高熔深、改善焊缝成型和接头性能。利用填丝提高熔深、改善焊缝成型和接头性能。对间隙、错边、对中的适应性更好，可焊接厚板。对间隙、错边、对中的适应性更好，可焊接厚板。适合焊接铝合金、镁合金、铜合金材料适合焊接铝合金、镁合金、铜合金材料你现在浏览的是第三十九页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国4040激光等离子弧复合激光等离子弧复合加热区更窄，对外界敏感更小，引燃性好。加热区更窄，对外界敏感更小，引燃性好。密度更大，弧长更长。密度更大，弧长更长。可旁轴复合，也可同轴复合。可旁轴复合，也可同轴复合。适合薄板对接、高速焊、镀锌板、铝合金焊接。适合薄板对接、高速焊、镀锌板、铝合金焊接。环状电极同轴复合Laser beamPlasma torchPlasma arcWorkpieceLaser beamPlasma torchPlasma arcWorkpiece空心电极同轴复合你现在浏览的是第四十页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国4141激光双电弧复合激光双电弧复合能量输入比普通激光能量输入比普通激光MIGMIG复合减少，熔深增大。复合减少，熔深增大。焊接速度更高，焊接过程更稳定。焊接速度更高，焊接过程更稳定。相互之间位置的排布非常重要。相互之间位置的排布非常重要。尤其适合焊接厚板。尤其适合焊接厚板。激光双激光双MIGMIG复合复合你现在浏览的是第四十一页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国4242第四节 摩擦焊你现在浏览的是第四十二页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国4343第四节 摩擦焊你现在浏览的是第四十三页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国4444第四节 摩擦焊你现在浏览的是第四十四页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国4545第四节 摩擦焊你现在浏览的是第四十五页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国4646第四节 摩擦焊你现在浏览的是第四十六页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国4747第四节 摩擦焊你现在浏览的是第四十七页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国4848第四节 摩擦焊你现在浏览的是第四十八页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国4949第四节 摩擦焊你现在浏览的是第四十九页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国5050第五节 高频焊你现在浏览的是第五十页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国5151第五节 高频焊你现在浏览的是第五十一页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国5252第五节 高频焊你现在浏览的是第五十二页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国5353第五节 高频焊你现在浏览的是第五十三页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国5454第五节 高频焊你现在浏览的是第五十四页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国5555第五节 高频焊你现在浏览的是第五十五页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国5656第五节 高频焊你现在浏览的是第五十六页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国5757第五节 高频焊你现在浏览的是第五十七页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国5858第五节 高频焊你现在浏览的是第五十八页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国5959第五节 高频焊你现在浏览的是第五十九页，共60页2022/12/42022/12/4杨建国杨建国6060第五节 高频焊你现在浏览的是第六十页，共60页