真空激光 (LaVa)
快速、非常精確，可用于磁性材料
激光是“受 激輻射光放大 ” 的縮寫。 激光或激光槍是一種發(fā)射相干光或相干光子流的設(shè)備，這稱為空間相干性或時間相干性。第一臺激光器由 Theodore M. Maiman 于 1960 年在休斯研究實(shí)驗(yàn)室制造。
激光 束加工（LB）是一種非常規(guī)制造工藝。光子束射向工件進(jìn)行加工。
然后，材料通過光子的沖擊被加熱、熔化和蒸發(fā)。這適用于金屬和非金屬材料。
明亮的固態(tài)光纖激光器現(xiàn)在主要用作光束源，因?yàn)樗鼈冊谀茉葱屎挽`活性方面具有優(yōu)勢。
在大氣壓下，LB 在焊接過程中在焊池或小孔上方產(chǎn)生金屬蒸氣羽流。這種蒸氣羽流以不受控制的方式撞擊熔池并可能導(dǎo)致飛濺。通常，保護(hù)氣體用于最大限度地減少飛濺并保護(hù)熔體表面免受氧化或污染。
在真空條件下，沒有蒸氣羽流或飛濺。此外，還可以保護(hù)熔體免受氧化。真空條件和激光束加工的結(jié)合稱為 真空 激光(LaVa) 加工。
這種方法具有決定性的優(yōu)勢，特別是在激光束焊接中。
特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)
精確控制光束特性
非接觸式工藝和幾乎無磨損的工具
真空顯著改善加工區(qū)域的冶金性能
對磁性不敏感
可以顯著減少或避免加工后工件的清潔
真空技術(shù)中的激光
真空中的激光基本上可以用于幾乎所有材料。
特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)
焦點(diǎn)處功率密度高達(dá) 1MW/cm 2
很快就會達(dá)到熔點(diǎn)以上的高溫，從而實(shí)現(xiàn)高處理速度。在真空中進(jìn)行激光焊接時，可以實(shí)現(xiàn)比在大氣中更深的焊縫。
LB 可在大氣壓力下使用：不受工作腔的機(jī)械限制。易于使用機(jī)器人機(jī)器實(shí)現(xiàn)自動化，因此對于不同的工件尺寸非常靈活。當(dāng)加工或焊接較大的工件時，這可能是一個優(yōu)勢。
一個加工步驟具有多種可能性：
適用于多工藝和表面處理。
不產(chǎn)生 X 射線：
安全風(fēng)險低，所需的組織安全工作量低。然而，必須考慮有關(guān)激光束危險的安全預(yù)防措施。
一個系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用：
利用率高且處理范圍廣泛。
多種可加工材料，包括磁性材料
大范圍的系統(tǒng)：
可用于個體生產(chǎn)、循環(huán)機(jī)器和生產(chǎn)單元，用于從小到大的系列生產(chǎn)。還提供用于連續(xù)加工的帶式加工系統(tǒng)。
使用光纖激光器作為光源：
與 CO2 激光器相比，它們可顯著提高能源效率。這對于激光焊接和其他需要在焦點(diǎn)處具有高能量密度的應(yīng)用非常重要。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在可以使用高達(dá) 100 kW 的工業(yè)激光器。
在真空中使用激光具有特定的優(yōu)勢：
隨著熔融材料脫氣的促進(jìn)，凝固材料的冶金性能得到改善。這些物理過程對激光焊接過程中的焊縫質(zhì)量具有特別積極的影響。
此外，與大氣中的激光焊接相比，在真空中進(jìn)行激光焊接時熔深可以顯著增加。
應(yīng)用領(lǐng)域：
1、激光真空焊接
真空中的激光焊接可以形成又深又細(xì)的接縫，同時最大限度地減少金屬的熱量輸入。
工件的變形顯著減少甚至避免。
也可用于磁性材料。
焊接是一種制造過程，其中材料（通常是金屬或熱塑性塑料）通過高溫或高壓或兩者結(jié)合在一起，通過讓零件冷卻，從而使它們?nèi)刍?/span>
并非所有金屬都可焊接，而且，組合不同的金屬會對可焊性構(gòu)成挑戰(zhàn)。
除了真空激光焊接的一般優(yōu)點(diǎn)（見下文）外，該技術(shù)還擴(kuò)大了范圍，包括看似“不可焊接”的金屬，例如難熔金屬、化學(xué)活性金屬、異種金屬和熱塑性塑料。
由于光子的特性，銅或金等反射金屬并不特別適合激光焊接。采用藍(lán)色范圍內(nèi)波長的二極管激光器的新型解決方案可顯著提高激光器的可焊性。
為了提高激光束焊接的冶金性能和焊縫深度，EVOBEAM 專注于真空條件下激光焊接的解決方案。
咨詢電話：13522079385
真空激光焊接原理
激光焊接或激光束焊接是一種可用于深焊或熱傳導(dǎo)焊的焊接工藝。
射流是一種集中熱源，可實(shí)現(xiàn)窄焊縫和高焊接率。
根據(jù)激光器類型、掃描儀設(shè)備和光學(xué)透鏡系統(tǒng)的配置，焦點(diǎn)的直徑最小可達(dá) 30μm。
在深度焊接過程中，相同波長的高度聚焦光以相同相位照射在焦點(diǎn)處的材料。
那里釋放出大量的能量。賤金屬蒸發(fā)。創(chuàng)建蒸汽通道或鎖孔，激光通過蒸汽通道或鎖孔深入滲透到材料中并熔化要連接的組件的邊緣。
通過這種方式，在真空條件下比在大氣條件下在連接區(qū)域中實(shí)現(xiàn)了具有更高縱橫比（深度與寬度）的焊縫。隨著激光束前進(jìn)，蒸汽毛細(xì)管和熔池膨脹。材料在移動的蒸汽毛細(xì)管的前部連續(xù)熔化。它繞著這個流到后面，熔化的材料在那里凝固。
激光焊接在真空中的特性及優(yōu)點(diǎn)
除了激光束焊接的基本性能外，真空條件的使用還顯著提高了激光焊縫以及整個焊接過程的性能和質(zhì)量。
以下幾個方面重點(diǎn)介紹真空激光焊接的具體特點(diǎn)。
真空條件對焊縫冶金性能和焊縫深度的影響：
真空促進(jìn)脫氣。這將孔隙形成的可能性降低到不可檢測的水平。此外，熱裂紋的風(fēng)險也被最小化。與大氣條件下相同光束功率相比，可能的焊接深度幾乎可以增加一倍。通過這種深焊縫，焊縫可以像電子束焊接一樣窄。
特別清潔的工藝環(huán)境：
在真空條件下最大限度地減少或避免焊接飛濺。這可能消除了焊后處理或清潔的需要，從而節(jié)省了額外的加工步驟和生產(chǎn)時間。
鎢或鈦等親氧金屬的焊接：
焊接幾乎不需要保護(hù)氣體。這意味著消耗介質(zhì)，例如：B.避免使用氬氣等。
對磁性不敏感：
激光束由光子組成。因此可以使用這種焊接工藝來焊接磁性材料。磁性夾緊裝置可用于將工件固定和定位在處理室內(nèi)。此外，激光焊接前無需進(jìn)行耗時的退磁，從而縮短了周期時間。如有必要，甚至可以在焊接過程之前使用感應(yīng)預(yù)熱。
無 X 射線危險：
產(chǎn)生激光束時不會產(chǎn)生 X 射線。真空室已經(jīng)提供了足夠的保護(hù)，防止激光束的發(fā)射。
無需焊接填充材料：
與 EBS（電子束焊接）類似，連接金屬和合金不需要填充材料。這與必須使用填充金屬的電弧焊不同。
全自動焊接工藝：
全自動激光束焊接機(jī)可在焊接過程中實(shí)現(xiàn)每個工件相關(guān)焊接參數(shù)的高精度可重復(fù)性和完整可追溯性，這意味著每個零件的焊接過程都可以得到安全控制和記錄。這對于航空航天業(yè)等經(jīng)過驗(yàn)證的流程至關(guān)重要。這不僅適用于飛機(jī)和航天器原始設(shè)備的生產(chǎn)，也適用于 MRO 操作（維護(hù)、修理、大修）。在這里，由于極低的熱量輸入和部件的低變形，電子束焊接有利于修復(fù)過程，同時提供高焊縫強(qiáng)度。
提供不同尺寸的真空室（焊接室）：
Evobeam 激光真空焊接機(jī)的真空室尺寸適合特定的應(yīng)用要求，以最大限度地減少體積，從而縮短抽氣時間。這對于縮短整體焊接周期時間和提高整體生產(chǎn)率具有重大影響。
二極管激光源：
使用二極管光纖激光器作為光源可以高效地產(chǎn)生具有相當(dāng)高功率的激光束。在 Evobeam，我們目前提供高達(dá) 15 kW 的激光功率。
激光焊接附加信息
大氣（非真空）條件下的激光束焊接通常是一種多功能工藝：
它可以焊接不銹鋼、碳鋼、HSLA 鋼、鋁和鈦。
在大多數(shù)情況下，必須使用保護(hù)氣體。焊接質(zhì)量精度高，與電子束焊接質(zhì)量相似。然而，大氣下激光束焊接的冶金性能無法與電子束焊接相比。
真空激光焊接比電弧焊具有更高的焊縫質(zhì)量和顯著更高的焊接速度：與 TIG 工藝相比，只需一道焊道，焊接速度顯著降低。
焊接速度與所提供的激光功率成正比，并且還取決于工件的類型和厚度。氣體激光器（例如CO2激光器）由于其高性能而特別適合大規(guī)模應(yīng)用。
激光束焊接系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)及其供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)。其他行業(yè)包括：航空航天、電氣設(shè)備（例如傳感器等）制造和醫(yī)療技術(shù)。
激光焊接和電子束焊接有以下相似之處：
高且非常局部的熱輸入，導(dǎo)致非常狹窄的熔化區(qū)和熱影響區(qū) (HAZ)。這導(dǎo)致高冷卻速率和極低的變形
焊接速度高，焊縫深
焦點(diǎn)處能量密度高
非接觸式工藝，對焊機(jī)的使用壽命有積極影響
設(shè)置和準(zhǔn)備焊縫對于焊接結(jié)果至關(guān)重要
全自動焊接和精確、可重復(fù)的焊接
這兩種技術(shù)之間的區(qū)別是：
激光焊接使用高密度相干激光束的熱量，而電子束焊接使用高速電子集中束
激光焊接可用于磁性材料，磁性器件可用于夾緊和定位
電子束焊接更適合反射金屬
如果從整體角度比較真空激光焊接和電子束焊接，包括工藝性能、CAPEX（投資成本）、OPEX（運(yùn)營成本）以及空間要求和安全要求，乍一看，沒有明顯的贏家。
必須根據(jù)應(yīng)用（材料、機(jī)械性能和尺寸）和預(yù)期結(jié)果以及給定機(jī)器中要焊接的不同工件的范圍做出決定。由于電子束焊接機(jī)和激光束焊接機(jī)的使用壽命長達(dá) 20 年以上，這兩種方法通常被證明是非常經(jīng)濟(jì)的。
除了電子束系統(tǒng)外，Evobeam 還提供激光束焊接系統(tǒng)，為焊接任務(wù)提供最佳解決方案。
2、真空激光沉積焊接
真空中的激光沉積焊接能夠以低熱量輸入到基材中來精確控制層特性。
使用激光束進(jìn)行涂層是一種熱處理過程。它允許將附加材料直接引入熔融金屬層中。這種附加材料可以粉末或線材的形式應(yīng)用。
由此產(chǎn)生的表面結(jié)構(gòu)通過真空條件進(jìn)行細(xì)化。在非真空條件下也可以使用激光束進(jìn)行沉積焊接。
堆焊用于增加基材或載體材料的硬度并提高其耐腐蝕性。
真空激光沉積焊接原理
通常，應(yīng)加工較大面積的工件。這就是激光束動態(tài)偏轉(zhuǎn)選項(xiàng)發(fā)揮作用的地方。
在焦點(diǎn)處，激光束將工件和填充材料加熱到熔點(diǎn)以上。激光束的高頻偏轉(zhuǎn)會形成一個具有熔融液態(tài)金屬的區(qū)域。
為了優(yōu)化新層的化學(xué)和冶金性能，必須精確控制和調(diào)整光束功率和光束直徑等參數(shù)。激光束技術(shù)非常適合于此。
真空激光沉積焊的性能及優(yōu)點(diǎn)
激光束沉積焊接具有多種特性，對最終的材料特性和生產(chǎn)率產(chǎn)生積極影響。特別是，由于激光沉積焊接可以在大氣下進(jìn)行，因此機(jī)器人輔助解決方案可用于較大的工件。
控制層厚度：
在使用粉末作為填充材料時，精確控制激光束在能量密度和位置方面的特性，可以控制沉積焊接的層厚度。
定義的材料特性：
通過精確控制能量沉積和層厚度，可以根據(jù)硬度和耐腐蝕性來定義所得材料特性。
精細(xì)堆焊的表面和結(jié)構(gòu)：
激光束堆焊過程中的真空條件對最終的表面和結(jié)構(gòu)有積極的影響。
全自動加工：
全自動激光束沉積焊接系統(tǒng)可在沉積焊接過程中實(shí)現(xiàn)相關(guān)沉積焊接參數(shù)的高精度再現(xiàn)性和完全可追溯性，這適用于每個涂層和每個工件。這意味著每個工件的涂層過程都可以安全地控制和記錄。
真空激光沉積焊接附加信息
沉積焊接可以被視為增材制造技術(shù)的一部分。由于沉積焊接的重點(diǎn)是改變材料特性，而不是構(gòu)建全新的形狀和工件，因此我們最初將該技術(shù)歸類為激光束加工。
EVOBEAM 為真空沉積焊接的各個應(yīng)用提供了最佳解決方案，以實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率：經(jīng)濟(jì)高效、快速且多功能。
