激光模具燒焊機(jī)
激光模具燒焊機(jī)是一種非常受歡迎與實(shí)用的激光設(shè)備，它能夠滿足客戶要求對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行加工，大大提高經(jīng)濟(jì)效益。我們公司大粵激光科技（深圳）有限公司是一家資深的激光設(shè)備供應(yīng)商，我們的產(chǎn)品采用國外先進(jìn)技術(shù)，嚴(yán)格生產(chǎn)并監(jiān)督，下面請(qǐng)您瀏覽關(guān)于這種激光設(shè)備的相關(guān)信息。
激光模具燒焊機(jī)中的模具”為工業(yè)之母，幾乎所有產(chǎn)品的生產(chǎn)都離不開模具。模具在制作、使用過程中，難免會(huì)出現(xiàn)修改、磨損的現(xiàn)象，必須對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)救來挽回模具昂貴的制作費(fèi)用，不可能將模具報(bào)廢。傳統(tǒng)的修復(fù)方式是使用氬弧焊、溶覆焊及薄片冷焊。氬弧焊溫度過高，易造成模具變形；溶覆焊補(bǔ)焊位置酥松，容易脫落；薄片冷焊雖溫度低，但無法修補(bǔ)型腔面，光潔度不夠，作為零件的墊高修補(bǔ)。這些方都法無法滿足精密模具的修復(fù)，而激光修補(bǔ)則解決了所有的問題。
激光模具燒焊機(jī)中的模具的激光修補(bǔ)有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1、補(bǔ)焊位置精密，小焊點(diǎn)0.2mm；2、可以在窄小部位進(jìn)行修復(fù)，如深孔、深槽部位；3、顯微鏡觀測(cè)操作，修補(bǔ)位置可以控制在0.05mm；4、焊接后可進(jìn)行鏡面拋光、咬花，加工后無焊痕。5、修補(bǔ)部位材質(zhì)緊密、強(qiáng)度與母材無區(qū)別；6、熱量小，模具零件不變形，可以在刀片的刀口上進(jìn)行補(bǔ)焊；7、采用相應(yīng)的焊材，加工后的硬度可達(dá)HRC55°，修復(fù)部位耐腐蝕、耐磨損。8、針對(duì)不同模具的鋼材都適合焊接，包括鋁、鈹銅。9、氬氣保護(hù)，使得焊接部位不被氧化，提高的焊接質(zhì)量。
激光模具燒焊機(jī)的模具范疇模具激光焊機(jī)可以修復(fù)的模具有：塑膠模具、壓鑄模具、沖壓模具、吸塑模具等
激光模具燒焊機(jī)的其他修復(fù)模具激光焊機(jī)除了可以修復(fù)模具以為，還可以焊接：黃金首飾、銀質(zhì)首飾、不銹鋼首飾、零件的磨損、鐘表零件、手機(jī)不銹鋼殼的零件焊接、各種不銹鋼水壺壺嘴的焊接、不銹鋼衛(wèi)浴產(chǎn)品的焊接，激光焊接工藝已經(jīng)在越來越多的領(lǐng)域使用。

模具激光焊接機(jī)加工原理
激光加工的原理:由激光發(fā)生器發(fā)出的激光經(jīng)過一系列的處理，經(jīng)透鏡聚焦后將能量高 度集中在一個(gè) 很小的范圍，如果被加工的材料對(duì)該激光的吸收較好，那么被照射區(qū)域的材料就會(huì)因?yàn)槲樟思す?的能量而迅速升溫。根據(jù)材料性質(zhì)的不同（如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、產(chǎn)生化學(xué)變化的溫度），工件將會(huì)發(fā)生 一系列的物理或化學(xué)變化，比如融化、氣化、生成氧化物、變色等等。這就是激光加工的原理。
加工模式先進(jìn)效率高
和傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比，聚焦后的激光就像極細(xì)的無形刀具一般，將物體局部區(qū)域的表面 逐點(diǎn)逐點(diǎn)的“燒”掉，它的特點(diǎn)在于不與工件接觸，不產(chǎn)生機(jī)械擠壓或機(jī)械應(yīng)力，因此 不會(huì)改變被加工物品的物理性能；由于激光聚焦后的尺寸很小，熱影響區(qū)域小，加工 精細(xì)，因此，可以完成一些常規(guī)方法無法實(shí)現(xiàn)的工藝。

一、 模具焊機(jī)在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用及特點(diǎn)
首先要了解模具缺陷的產(chǎn)生基本上是鑄造過程中出現(xiàn)的沙眼、氣孔；材料加工硬化和表面殘余應(yīng)力影響零件疲勞強(qiáng)度導(dǎo)致的裂痕；機(jī)加工過程中的失誤導(dǎo)致的邊、角缺損,劃痕等幾類因素造成。激光相對(duì)傳統(tǒng)模具焊接的優(yōu)勢(shì)大致和應(yīng)用在其他行業(yè)的優(yōu)勢(shì)類似，熱影響小，加工件不易變形，準(zhǔn)確度高，氬氣保護(hù)后氧化率低，工件不變色，在修補(bǔ)模具小面積裂痕、崩角、飛邊、復(fù)雜角度的沙孔等部位比傳統(tǒng)的氬弧焊優(yōu)勢(shì)明顯。氬弧焊由于焊接熱影響大這個(gè)先天的缺點(diǎn)導(dǎo)致幾乎不能焊接以上特點(diǎn)的缺陷，這方面激光是不可替代的。
但是由于機(jī)器相對(duì)氬弧焊的不靈活性，一些大型的模具并不適合激光焊，激光更多的用在修補(bǔ)大型模具的零部件和些手機(jī)、塑膠模具及類似其大小和精度的模具。往往一個(gè)很小的邊角缺損以前要報(bào)廢的用激光修補(bǔ)后可正常使用，幾個(gè)焊點(diǎn)可挽回幾萬甚至十幾萬的損失。所以這也決定了模具修補(bǔ)行業(yè)低投入高回報(bào)的特點(diǎn)。
二、 模具焊機(jī)的方案制訂過程
在經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研了解到模具補(bǔ)焊的行業(yè)前景后,我們提出了制造模具焊機(jī)的方案,基本思路是在原點(diǎn)焊機(jī)的基礎(chǔ)上改型.其中幾個(gè)重點(diǎn)部分是:為了能適應(yīng)高強(qiáng)度,高硬度材料的補(bǔ)焊,要大幅度的提高激光能量;由于有些體積較大的模具,激光腔體要做成懸臂式;為了保證焊點(diǎn)的連續(xù)性和均勻性要增加放置模具的二維工作臺(tái),而不是以前點(diǎn)焊機(jī)的基本用手的定位方式.
三、 激光焊接的分類及原理
根據(jù)激光對(duì)工件的作用方式或激光束的輸出方式的不同,可以把激光焊分為脈沖激光焊和連續(xù)激光焊，前者形成一個(gè)個(gè)圓形焊點(diǎn)，后者形成一條連續(xù)的焊縫.脈沖焊接時(shí)輸入到工件上的能量是斷續(xù)的，脈沖的。脈沖激光焊中大量使用的脈沖激光器主要是YAG激光器。YAG激光器使用的重復(fù)頻率寬。還可以將連續(xù)輸出的YAG激光器和CO2激光器通過打開或者關(guān)閉裝在激光器上面的光閘來用于脈沖焊接。
若根據(jù)激光焊時(shí)焊縫的形成特點(diǎn)又可把激光焊分為熱傳導(dǎo)焊和深熔焊（小孔激光焊）。模具焊接屬于脈沖激光焊中的熱傳導(dǎo)焊，其原理是當(dāng)激光功率密度小于105W/cm2時(shí)，激光將金屬表面溫度升高而熔化，從微觀上來講，激光吸入金屬材料的深度只限于表面下的10-5cm，光子的能量主要被導(dǎo)電電子所吸收，電子在10-11~10-10S內(nèi)將能量傳給晶格，在時(shí)間大于10-9S以后便可以認(rèn)為電子氣溫度相等了，從而建立起金屬表面的總溫度T的概念。所以激光對(duì)金屬的加熱可以看作是一種表面熱源，在表面層光能變?yōu)闊崮?，向金屬深處傳播遵循一般的熱傳?dǎo)規(guī)律，其然后通過熱傳導(dǎo)方式把熱能傳向金屬內(nèi)部，使熔化區(qū)域逐漸擴(kuò)大，凝固后形成焊點(diǎn)，熔深輪廓近似為半球形，其特點(diǎn)是使用激光光斑功率密度小，很大一部分光被金屬表面所反射，光的吸收率較低，溶池形成時(shí)間長(zhǎng)，且熔深淺，多用于小型零件的焊接。
當(dāng)能量一定的激光照射到材料表面時(shí)，部分能量被反射，部分能量被吸收，對(duì)于透明材料就還有部分能量被透射。對(duì)于金屬材料而言透射率為零，加上照射的總能量不變，所以如果材料的反射率增加就會(huì)降低吸收率，反之也成立。
我們?cè)谟眉す獯驑?biāo)或焊接樣品時(shí)，經(jīng)常碰到Au,Cu或亮度很高的不銹鋼等材料，這類材料是自身的反射率高于其它材料或者表面粗糙度很小造成的高反射率。高的反射率決定了相對(duì)較低的吸收率，所以通常我們加大激光能量來達(dá)到要求的效果。當(dāng)然還有其它的解決方法就是如果是材料自身的反射率高可以用更小波長(zhǎng)如532nm的脈沖激光焊接銅等高反材料，因?yàn)榻饘俨牧系姆瓷湎禂?shù)及所吸收的光能取決于激光輻射的波長(zhǎng)，激光器輻射波長(zhǎng)越短,金屬的反射系數(shù)就越小,所吸收的光能就越多，這個(gè)應(yīng)用在國外很常見，這也是激光焊接發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。如果是鋼鐵材料表面粗糙度導(dǎo)致的高反射率,對(duì)紅外波長(zhǎng)的激光反射率也很高,給激光加工帶來不利的一面,但鋼鐵工件表面經(jīng)黑化處理后,提高它的吸收率，能吸收80%以上的激光功率.
四、 激光焊接的工藝參數(shù)調(diào)整
● 脈沖能量
脈沖能量反映在我們點(diǎn)焊機(jī)上的參數(shù)就是調(diào)整電壓,它決定了加熱能量的大小,主要影響金屬的熔化,當(dāng)能量增大時(shí),焊點(diǎn)的熔深和直徑增加,還有些平時(shí)我們忽略的問題,大的電壓相對(duì)大脈寬而言焊點(diǎn)的組織結(jié)構(gòu)更致密,很多地方我們要借鑒這個(gè)規(guī)律(例如焊PT料的首飾的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)是電壓400V,脈寬2MS,如果在保證輸出總能量不變的基礎(chǔ)上調(diào)小電壓增加脈寬,就會(huì)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過打磨拋光后有時(shí)有氣孔,照原理來講氣孔大部分是熔深不夠造成,而且脈寬對(duì)熔深的影響更大才對(duì),但是更深層的想大脈寬小電壓會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)密度小結(jié)構(gòu)疏松,這正提高了氣孔產(chǎn)生的幾率)
由于光脈沖能量分布不均勻性,熔深總是出現(xiàn)在光束的中心部位,光斑的外圈部分能量相對(duì)較弱所以焊點(diǎn)直徑總是小于光斑直徑,在很多精密焊接的時(shí)候我們要考慮到可見焊點(diǎn)以外的熱影響區(qū)(例如焊鑲寶石的戒指時(shí)要設(shè)的焊點(diǎn)盡量的小而且離寶石要有一定距離,否則外圈部分能量加上本來就存在的熱影響會(huì)破壞寶石的晶體結(jié)構(gòu);焊模具的薄面和邊角時(shí)也要注意,不是把焊點(diǎn)對(duì)齊邊角.而是保證熔化焊絲后的焊點(diǎn)離邊角一定的距離)
● 脈沖寬度
脈沖寬度主要影響熔深,當(dāng)脈沖能量一定時(shí),調(diào)節(jié)脈沖寬度可以獲得一個(gè)的熔深,此時(shí)為的脈沖寬度.它影響熔深的同時(shí)也影響焊料和工件基材的焊接強(qiáng)度,當(dāng)脈沖寬度增加是脈沖能量也隨之增加,在一定范圍內(nèi),焊點(diǎn)熔深和直徑也增加,因而接頭強(qiáng)度隨之也增加,然而當(dāng)脈沖寬度超過一定的值以后,一方面熱傳導(dǎo)所造成的熱損耗增加;另一方面,強(qiáng)烈的蒸發(fā)終導(dǎo)致了焊點(diǎn)截面積減小,接頭強(qiáng)度下降.大量研究和實(shí)驗(yàn)證明脈沖激光焊接的脈寬的范圍在1~10ms.但是這個(gè)參數(shù)只是保證了熔深，很多時(shí)候?qū)θ凵畹囊蟛桓撸瑢?duì)焊接后熔池的要求比較高。（例如高爾夫球頭的補(bǔ)焊，如果焊接后的熔池下陷就要用比較深的研磨量，這個(gè)時(shí)候雖然你補(bǔ)焊的地方?jīng)]問題了，但是由于鑄造的缺陷導(dǎo)致表層下沒發(fā)現(xiàn)的沙孔很有可能被磨出來，反復(fù)的補(bǔ)都不定能補(bǔ)好，在反復(fù)的研磨過程中球頭的外型已經(jīng)超過了誤差的范圍，只能報(bào)廢。這個(gè)問題很多時(shí)候能通過增大脈寬來解決）。所以說在能保證熔深的情況下增加脈寬象前面說的能夠減小焊接部分組織的密度，沒被汽化的材料會(huì)由于熱效應(yīng)稍微突出于工件，這樣就能用很小的研磨量不會(huì)磨出其它的沙孔。
● 脈沖波形
我們機(jī)器上的波形參數(shù)，F(xiàn)RONT ，BACK，ALL分別代表了前置波，后置波和前后置都有的波形。從原理上來解釋前置波有利于工件的迅速預(yù)熱，可以改善材料的吸收性能，提高能量的利用率，后置波可以起到熔化后保溫的作用，對(duì)于某些易產(chǎn)生熱裂紋和冷裂紋的材料有很大幫助。但是我們的電源由于是電壓的控制方式,并沒有脈沖波形的控制,面板上的波形參數(shù)是沒作用的.我注意到國內(nèi)同行的設(shè)備和國外的設(shè)備上面都有此參數(shù)而且針對(duì)不同材料有不同波形,所以我認(rèn)為波形參數(shù)在焊接工藝中是很重要的.我們現(xiàn)在的新型電源有這個(gè)功能,如何運(yùn)用進(jìn)去是我們下階段改進(jìn)的重點(diǎn).
● 離焦量
一定的離焦量可以使光斑能量的分布相對(duì)均勻，同時(shí)也可以獲得合適的功率密度。盡管正負(fù)離焦量相等時(shí)相應(yīng)平面上的功率密度相等，然而，兩種情況下所得到的焊點(diǎn)形狀卻不相同。負(fù)離焦時(shí)小孔內(nèi)的功率密度比工件表面的高，蒸發(fā)更加劇烈，因此，要增大熔深時(shí)可以采用負(fù)離焦；而焊接薄材料時(shí)，則易采用正離焦。由于熔深大時(shí)能量輕微的波動(dòng)并不明顯，所以相對(duì)能量比較穩(wěn)定，也可以理解為在負(fù)離焦時(shí)焦點(diǎn)不是很敏感，反之正離焦相對(duì)負(fù)離焦的焦點(diǎn)更敏感些。還有一點(diǎn)是我這段時(shí)間自己感受到的區(qū)別，沒得到充分驗(yàn)證的。正離焦的焊點(diǎn)中間凸出邊緣凹陷，負(fù)離焦的焊點(diǎn)中間凹陷而邊緣相對(duì)正離焦凹陷的較少，象剛才提到的補(bǔ)焊高爾夫球頭增加脈寬的工藝如果采用負(fù)離焦應(yīng)該不用很大的脈寬就能達(dá)到效果，這個(gè)也能應(yīng)用到模具的焊接中。
● 功率密度
在脈沖激光焊接中，合理的控制輸入到焊點(diǎn)的功率密度能夠避免焊屬的過量蒸發(fā)和燒穿，這就是我們所說的飛濺。通過激光斑點(diǎn)上的功率密度公式我們可以很直觀的了解到功率密度可以通過改變脈沖能量，脈沖寬度，光斑直徑和激光模式來實(shí)現(xiàn)，這是一個(gè)相關(guān)性很強(qiáng)的參數(shù)，需要所有參數(shù)配合調(diào)，要一定的經(jīng)驗(yàn)積累。
● 保護(hù)氣體
在焊接過程中保護(hù)氣體起的作用是防止被焊部分氧化從而減小氣孔產(chǎn)生的幾率，抑制激光輻射過程中在熔池上部形成的等離子云的負(fù)面效應(yīng)從而增加熔深。在模具補(bǔ)焊過程中氣嘴一般是逆著工作臺(tái)移動(dòng)的方向，與被焊面呈30度到45度的夾角，吹氣量用手感覺稍微有點(diǎn)氣流即可。但是有時(shí)需補(bǔ)焊的位置不能滿足吹氣方向和夾角，這是需相應(yīng)打大氣流以達(dá)到比較好的效果。氣體的種類一般是氦氣,氬氣和氮?dú)?其保護(hù)效果遞減,但是由于氦氣價(jià)格非常昂貴,一般不采用,氬氣比氮?dú)庵毁F幾十塊,但是能得到比氮?dú)夂玫亩嗟男Ч腿凵?所以我們一般用氬氣做保護(hù)氣.
五、 模具焊接的基本知識(shí)及技巧
修補(bǔ)模具小面積裂痕、崩角、飛邊、復(fù)雜角度的沙孔.國內(nèi)模具生產(chǎn)廠家大多用S136、2311、2344、718HH、2767、P20、NAK80、638、MUP、8407、888，H13等進(jìn)口特殊模具鋼，有些經(jīng)過高溫淬火，硬度大大高于普通鋼材，而且焊接后有時(shí)要用電火花加工，對(duì)焊接強(qiáng)度有很高的要求。這樣就要求較高的單脈沖能量，較好的光束質(zhì)量。選擇合適的焊絲有利于保證焊接后的高強(qiáng)度、高硬度、高穩(wěn)定性。材料無法對(duì)應(yīng)的焊絲我們往往選擇硬度相近或型號(hào)接近的相應(yīng)材料焊絲修補(bǔ)，也可取得不錯(cuò)的效果。在焊接參數(shù)上采用高脈寬低頻率，有利于焊接后的牢固性和焊接時(shí)的精確度。以下是焊絲所對(duì)應(yīng)材料及其硬度的資料,粗體部分是比較常用的焊絲.

應(yīng)用范圍：
模具激光焊接機(jī)可應(yīng)用于各種模具鋼、不銹鋼、鈦、鋅、金、銀等多種金屬及合金、鋼等合金材料間的焊接，也可應(yīng)用于多種異種金屬的焊接。 汽車零部件行業(yè)：發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸墊；液壓挺桿密封焊；濾清器密封焊；火花塞焊接；氣門推桿焊接；曲軸或缸套熱處理； 電子行業(yè)： 手機(jī)電池、動(dòng)力電池的殼體密封焊；固態(tài)繼電器密封焊；連接器數(shù)據(jù)線焊接； 五金行業(yè)： 工具、配件、餐具、照明燈具燈部件采用激光模具焊接機(jī)都可以有很好的焊接效果。