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使用激光焊接機會對人體造成傷害嗎

使用激光焊接機會對人體造成傷害嗎

  • 分類：行業資訊
  • 作者：
  • 來源：
  • 發布時間：2022-05-25
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【概要描述】　　信任我們關于主動激光焊接機并不生疏，激光焊接機是激光資料加工常用的機器，焊接方法是一種以加熱、高溫或許高壓的方法接合金屬或其他熱塑性資料如塑料的制作工藝及技術。焊接方法首要包括：焊、釬焊和熔焊，我們比較常見的便是氣體焰、電子束、激光、電弧、沖突和超聲波等。

使用激光焊接機會對人體造成傷害嗎

【概要描述】　　信任我們關于主動激光焊接機并不生疏，激光焊接機是激光資料加工常用的機器，焊接方法是一種以加熱、高溫或許高壓的方法接合金屬或其他熱塑性資料如塑料的制作工藝及技術。焊接方法首要包括：焊、釬焊和熔焊，我們比較常見的便是氣體焰、電子束、激光、電弧、沖突和超聲波等。

  • 分類：行業資訊
  • 作者：
  • 來源：
  • 發布時間：2022-05-25
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　　信任我們關于主動激光焊接機并不生疏，激光焊接機是激光資料加工常用的機器，焊接方法是一種以加熱、高溫或許高壓的方法接合金屬或其他熱塑性資料如塑料的制作工藝及技術。焊接方法首要包括：焊、釬焊和熔焊，我們比較常見的便是氣體焰、電子束、激光、電弧、沖突和超聲波等。

 

　　在激光焊接作業的過程中，常會有火花閃閃發光，十分吸引人留意，那么激光焊接機在焊接作業過程中是否對身體有輻射損害呢？信任這和問題是大多數人都十分關心的。激光源發射的激光一般觸摸不到，也看不見，可認為幾乎無損害。

　　但千萬留意一點，非專業人員別去觸摸激光源，不然很風險，只需是因為不可見性和能量太高。別的激光也屬于電磁波，可是焊機用的激光波長都很大，所以沒有紫外線之類短波長光波的輻射損害。 焊接焊接機在工作過程中要留意通風，留意塵埃，金屬微粒的吸入，留意維護氣體，一般都是惰性氣體，雖說這類氣體沒啥毒性，但別過多吸入。

　　好在焊接過程中遠離焊接部位，雖然激光焊接機的激光源輻射損害幾乎沒有，可是焊接過程中會導致兩種其他的輻射，電離輻射和受激輻射，這種被誘發的輻射這種不乏短波，而且對眼睛，身體影響不小，好遠離焊點，更別直視。

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前言：激光焊接可以采用連續或脈沖激光束加以實現。激光焊接的原理可分為熱傳導型焊接和激光深熔焊接，功率密度小于104~105W/cm2為熱傳導焊，此時熔深淺、焊接速度慢；功率密度大于105~107W/cm2時，金屬表面在受熱的作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深寬比大的特點。 一、激光焊接原理 ①熱傳導型激光焊接原理：激光輻射加熱待加工表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復頻率等激光參數，使工件熔化，形成特定的熔池。通常用于齒輪焊接和冶金薄板的激光焊接，主要涉及激光深熔焊接。 ②激光深熔焊接原理：激光深熔焊接一般采用連續激光光束來完成材料的連接，其冶金物理過程與電子束焊接極為相似，即能量轉換機制是通過“小孔”（Key-hole）結構來完成的。在足夠高的功率密度激光照射下，材料產生蒸發并形成小孔，這個充滿蒸氣的小孔猶如一個黑體，幾乎吸收全部的入射光束能量，孔腔內平衡溫度達2500℃左右，熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來，使包圍著這個孔腔四周的金屬熔化。小孔內充滿在光束照射下壁體材料連續蒸發產生的高溫蒸汽，小孔四壁包圍著熔融金屬，液態金屬四周包圍著固體材料，而在大多數常規焊接過程和激光傳導焊接中，能量首先沉積于工件表面，然后靠傳遞輸送到內部?？妆谕庖后w流動和壁層表面張力與孔腔內連續產生的蒸汽壓力相持并保持著動態平衡，光束不斷進入小孔，小孔外的材料在連續流動，隨著光束移動，小孔始終處于流動的穩定狀態。 ? ? ? ?也就是說，小孔和圍著孔壁的熔融金屬隨著前導光束前進速度向前移動，熔融金屬充填著小孔移開后留下的空隙并隨之冷凝，由此形成焊縫，焊接速度易達到每分鐘數米。 二、激光深熔焊接的主要工藝參數 ①激光功率。在激光焊接中存在一個激光能量密度閾值，低于此值，熔深很淺，一旦達到或超過此值，熔深會大幅度提高。只有當工件上的激光功率密度超過閾值（與材料有關），等離子體才會產生，這標志著穩定深熔焊的進行。如果激光功率低于此閾值，工件僅發生表面熔化，即焊接以穩定熱傳導型進行。當激光功率密度處于小孔形成的臨界條件附近時，深熔焊和傳導焊交替進行，成為不穩定焊接過程，導致熔深波動很大。激光深熔焊時，激光功率同時控制熔透深度和焊接速度，焊接的熔深直接與光束功率密度有關，是入射光束功率和光束焦斑的函數。一般來說，對一定直徑的激光束，熔深隨著光束功率提高而增加。 ②光束焦斑。光束斑點大小是激光焊接的最重要變量之一，它決定者激光功率密度。光束焦點衍射極限光斑尺寸可以根據光衍射理論計算，但由于聚焦透鏡像差的存在，實際光斑要比計算值偏大。最簡單的實測方法是等溫度輪廓法，即用厚紙燒焦和穿透聚丙烯板后測量焦斑和穿孔直徑。這種方法要通過測量實踐，掌握好激光功率大小和光束作用的時間。 ③材料吸收值。材料對激光的吸收取決于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、熱導率、熔化溫度、蒸發溫度等，其中最重要的是吸收率。 ? ? ? ?影響材料對激光光束吸收率的因素包括兩個方面：首先是材料的電阻系數，經過對材料拋光表面的吸收率測量發現，材料吸收率與電阻系數的平方根成正比，而電阻系數又隨溫度而變化；其次，材料的表面狀態（或者光潔度）對光束吸收率有較重要影響，從而對焊接效果產生明顯作用。 　　CO2激光器的輸出波長通常為10.6μm，陶瓷、玻璃、橡膠、塑料等非金屬對它的吸收率在室溫就很高，而金屬材料在室溫時對它的吸收很差，直到材料一旦熔化乃至氣化，它的吸收才急劇增加?？梢圆捎帽砻嫱繉踊虮砻嫔裳趸さ姆椒?，可以有效提高材料對光束的吸收。 ④焊接速度。焊接速度對熔深影響較大，提高速度會使熔深變淺，速度過低又會導致材料過度熔化、工件焊穿。對一定激光功率和一定厚度的某特定材料有一個合適的焊接速度范圍，并在其中相應速度值時可獲得最大熔深。 ⑤保護氣體。激光焊接過程常使用惰性氣體來保護熔池。某些材料焊接在可不計較表面氧化的情況下，可不考慮保護，但對大多數應用場合則常使用氦、氬、氮等氣體作保護，使工件在焊接過程中免受氧化。 氦氣：不易電離（電離能量較高），可讓激光順利通過，光束能量不受阻礙地直達工件表面，它能很快地驅除從金屬熔池產生的上升的金屬蒸氣。所以用氦作保護氣體，可最大程度地抑制等離子體，從而增加熔深，提高焊接速度，這是激光焊接時使用最有效的保護氣體，但價格比較貴。 氬氣：比較便宜，密度較大，保護效果較好。但它易受高溫金屬等離子體電離，結果屏蔽了部分光束射向工件，減少了焊接的有效激光功率，也損害焊接速度與熔深。使用氬氣保護的焊件表面要比使用氦氣保護時來得光滑。? 氮氣：作為保護氣體最便宜，但對某些類型不銹鋼焊接時并不適用，主要是由于冶金學方面問題，如吸收，有時會在搭接區產生氣孔。 　　保護氣體的第二個作用是保護聚焦透鏡免受金屬蒸氣污染和液體熔滴的濺射。特別在高功率激光焊接時，由于其噴出物變得非常有力，此時保護透鏡則更為必要。 ? ? ? ?保護氣體的第三個作用是能夠有效屏蔽驅散高功率激光焊接產生的等離子。金屬蒸氣吸收激光束電離成等離子云，金屬蒸氣周圍的保護氣體也會因受熱而電離。如果等離子體存在過多，激光束在某種程度上被等離子體消耗。等離子體作為第二種能量存在于工作表面，使得熔深變淺、焊接熔池表面變寬。通過增加電子與離子和中性原子三體碰撞來增加電子的復合速率，以降低等離子體中的電子密度。中性原子越輕，碰撞頻率越高，復合速率越高。 ⑥透鏡焦距。焊接時通常采用聚焦方式會聚激光，一般選用63~254mm(2.5”~10”)焦距的透鏡。聚焦光斑大小與焦距成正比，焦距越短，光斑越小。焦距長短往往影響著焦深，即焦深隨著焦距同步增加，所以短焦距可提高功率密度，但因焦深小，必須精確保持透鏡與工件的間距，且熔深也不大。由于受焊接過程中產生的飛濺物和激光模式的影響，實際焊接使用的最短焦深多為焦距126mm(5”)。當接縫較大或需要通過加大光斑尺寸來增加焊縫時，可選擇254mm(10”)焦距的透鏡，在此情況下，為了達到深熔小孔效應，需要更高的激光輸出功率。 　　當激光功率超過2000W時，特別是對于10.6μm的CO2激光束，由于采用特殊光學材料構成光學系統，為了避免聚焦透鏡遭光學破壞的危險，經常選用反射聚焦方法，采用拋光銅鏡作反射鏡，能有效冷卻，常常被推薦用于高功率激光束聚焦。 ⑦焦點位置。焊接時，為了保持足夠功率密度，焦點位置至關重要。焦點與工件表面相對位置的變化直接影響焊縫寬度與深度。在大多數激光焊接應用場合，通常將焦點的位置設置在工件表面之下大約所需熔深的1/4處。 ⑧激光束位置。對不同的材料進行激光焊接時，激光束位置控制著焊縫的最終質量，特別是對接接頭的情況比搭接結頭的情況對此更為敏感。例如，當淬火鋼齒輪焊接到低碳鋼鼓輪，正確控制激光束位置將有利于產生主要有低碳組分組成的焊縫，這種焊縫具有較好的抗裂性。有些應用場合，被焊接工件的幾何形狀需要激光束偏轉一個角度，當光束軸線與接頭平面間偏轉角度在100度以內時，工件對激光能量的吸收不會受到影響。 三、激光深熔焊特征及優、缺點 （1）激光深熔焊的特征 1、具有高的深寬比。因為熔融金屬圍著圓柱形高溫蒸氣腔體形成并延伸向工件，焊縫逐漸變成深而窄； 最小熱輸入。因為小孔內的溫度非常高，熔化過程發生得極快，輸入工件熱量很低，熱變形和熱影響區很??； 2、高致密性。因為充滿高溫蒸氣的小孔有利于焊接熔池攪拌和氣體逸出，導致生成無氣孔的熔透焊縫。焊后高的冷卻速度易使焊縫組織細微化； 3、強固焊縫。因為熾熱熱源和對非金屬組分的充分吸收，降低雜質含量、改變夾雜尺寸和其在熔池中的分布。焊接過程無需電極或填充焊絲，熔化區受污染少，使得焊縫強度、韌性至少相當于甚至超過母體金屬； 4、能夠精確控制。因為聚焦光點很小，焊縫可以高精確定位。激光輸出無“慣性”，可在高速下急停和重新起始，用數控光束移動技術可焊接復雜工件； 5、非接觸大氣焊接過程。因為能量來自光子束，與工件無物理接觸，所以沒有外力施加工件。另外，磁和空氣對激光都無影響。 （2）激光深熔焊的優點 1、由于聚焦激光比常規方法具有高得多的功率密度，導致焊接速度快，受熱影響區和變形都很小，還可以焊接鈦等難焊的材料； 2、光束容易傳輸和控制，不需要經常更換焊槍、噴嘴，沒有電子束焊接所需的抽真空，顯著減少停機輔助時間，有荷系數和生產效率高； 3、由于純化作用和高的冷卻速度，焊縫強度、韌性和綜合性能高； 4、由于平均熱輸入低，加工精度高，可減少再加工費用。激光焊接運轉費用較低，可降低工件加工成本； 5、能夠有效控制光束強度和精細定位，容易實現自動化操作。 （3）激光深熔焊的缺點 1、焊接深度有限； 2、件裝配要求高； 3、激光系統一次性投資較高。 ? ?
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? ? ? ?激光加工是將激光束作用于物體表面而引起物體形狀或性能改變的加工過程，其實質是激光將能量傳遞給被加工材料，被加工材料發生物理或化學變化，使其達到加工的目的。加工技術可以分為4個層次：一般加工、微細加工(加工精度O.1mm_lμm)、精密加工(加工精度1μm-O.1μm)和超精密加工(加工精度高于O.1pm)。 激光精密加工技術優點： （1）范圍廣泛：激光精密加工的對象范圍很寬，包括幾乎所有的金屬材料和非金屬材料；適于材料的燒結、打孔、打標、切割、焊接、表面改性和化學氣相沉積等。而電解加工只能加工導電材料，光化學加工只適用于易腐蝕材料，等離子加工難以加工某些高熔點的材料。 （2）精確細致：激光束可以聚焦到很小的尺寸，因而特別適合于精密加工。激光精密加工質量的影響因素少，加工精度高，在一般情況下均優于其它傳統的加工方法。 （3）高速快捷：從加工周期來看，電火花加工的工具電極精度要求高、損耗大，加工周期較長；電解加工的加工型腔、型面的陰極模設計工作量大，制造周期亦很長；光化學加工工序復雜；而激光精密加工操作簡單，切縫寬度方便調控，可立即根據電腦輸出的圖樣進行高速雕刻和切割、加工速度快，加工周期比其它方法均要短。 （4）安全可靠：激光精密加工屬于非接觸加工，不會對材料造成機械擠壓或機械應力；相對于電火花加工、等離子弧加工，其熱影響區和變形很小，因而能加工十分微小的零部件。 （5）成本低廉：不受加工數量的限制，對于小批量加工服務，激光加工更加便宜。對于大件產品的加工，大件產品的模具制造費用很高，激光加工不需任何模具制造，而且激光加工完全避免材料沖剪時形成的塌邊，可以大幅度地降低企業的生產成本提高產品的檔次。 （6）切割縫細?。杭す馇懈畹母羁p一般在0.1-0.2mm。 （7）切割面光滑：激光切割的切割面無毛刺。 （8）熱變形?。杭す饧庸さ募す飧羁p細、速度快、能量集中，因此傳到被切割材料上的熱量小，引起材料的變形也非常小。 （9）節省材料：激光加工采用電腦編程，可以把不同形狀的產品進行材料的套裁，最大限度地提高材料的利用率，大大降低了企業材料成本。 （10）非常適合新產品的開發：一旦產品圖紙形成后，馬上可以進行激光加工，你可以在最短的時間內得到新產品的實物。 ? ? ? ?總而言之，激光精密加工技術比傳統加工方法有許多優越性，其應用前景十分廣闊。

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