真空激光 (LaVa)
快速、非常精确，可用于磁性材料
激光是“受 激辐射光放大 ” 的缩写。 激光或激光枪是一种发射相干光或相干光子流的设备，这称为空间相干性或时间相干性。第一台激光器由 Theodore M. Maiman 于 1960 年在休斯研究实验室制造。
激光 束加工（LB）是一种非常规制造工艺。光子束射向工件进行加工。
然后，材料通过光子的冲击被加热、熔化和蒸发。这适用于金属和非金属材料。
明亮的固态光纤激光器现在主要用作光束源，因为它们在能源效率和灵活性方面具有优势。
在大气压下，LB 在焊接过程中在焊池或小孔上方产生金属蒸气羽流。这种蒸气羽流以不受控制的方式撞击熔池并可能导致飞溅。通常，保护气体用于最大限度地减少飞溅并保护熔体表面免受氧化或污染。
在真空条件下，没有蒸气羽流或飞溅。此外，还可以保护熔体免受氧化。真空条件和激光束加工的结合称为 真空 激光(LaVa) 加工。
这种方法具有决定性的优势，特别是在激光束焊接中。
特点和优点
精确控制光束特性
非接触式工艺和几乎无磨损的工具
真空显着改善加工区域的冶金性能
对磁性不敏感
可以显着减少或避免加工后工件的清洁
真空技术中的激光
真空中的激光基本上可以用于几乎所有材料。
特点和优点
焦点处功率密度高达 1MW/cm 2
很快就会达到熔点以上的高温，从而实现高处理速度。在真空中进行激光焊接时，可以实现比在大气中更深的焊缝。
LB 可在大气压力下使用：不受工作腔的机械限制。易于使用机器人机器实现自动化，因此对于不同的工件尺寸非常灵活。当加工或焊接较大的工件时，这可能是一个优势。
一个加工步骤具有多种可能性：
适用于多工艺和表面处理。
不产生 X 射线：
安全风险低，所需的组织安全工作量低。然而，必须考虑有关激光束危险的安全预防措施。
一个系统可实现多种应用：
利用率高且处理范围广泛。
多种可加工材料，包括磁性材料
大范围的系统：
可用于个体生产、循环机器和生产单元，用于从小到大的系列生产。还提供用于连续加工的带式加工系统。
使用光纤激光器作为光源：
与 CO2 激光器相比，它们可显着提高能源效率。这对于激光焊接和其他需要在焦点处具有高能量密度的应用非常重要。随着技术的不断发展，现在可以使用高达 100 kW 的工业激光器。
在真空中使用激光具有特定的优势：
随着熔融材料脱气的促进，凝固材料的冶金性能得到改善。这些物理过程对激光焊接过程中的焊缝质量具有特别积极的影响。
此外，与大气中的激光焊接相比，在真空中进行激光焊接时熔深可以显着增加。
应用领域：
1、激光真空焊接
真空中的激光焊接可以形成又深又细的接缝，同时最大限度地减少金属的热量输入。
工件的变形显着减少甚至避免。
也可用于磁性材料。
焊接是一种制造过程，其中材料（通常是金属或热塑性塑料）通过高温或高压或两者结合在一起，通过让零件冷却，从而使它们熔化。
并非所有金属都可焊接，而且，组合不同的金属会对可焊性构成挑战。
除了真空激光焊接的一般优点（见下文）外，该技术还扩大了范围，包括看似“不可焊接”的金属，例如难熔金属、化学活性金属、异种金属和热塑性塑料。
由于光子的特性，铜或金等反射金属并不特别适合激光焊接。采用蓝色范围内波长的二极管激光器的新型解决方案可显着提高激光器的可焊性。
为了提高激光束焊接的冶金性能和焊缝深度，EVOBEAM 专注于真空条件下激光焊接的解决方案。
咨询电话：13522079385
真空激光焊接原理
激光焊接或激光束焊接是一种可用于深焊或热传导焊的焊接工艺。
射流是一种集中热源，可实现窄焊缝和高焊接率。
根据激光器类型、扫描仪设备和光学透镜系统的配置，焦点的直径最小可达 30μm。
在深度焊接过程中，相同波长的高度聚焦光以相同相位照射在焦点处的材料。
那里释放出大量的能量。贱金属蒸发。创建蒸汽通道或锁孔，激光通过蒸汽通道或锁孔深入渗透到材料中并熔化要连接的组件的边缘。
通过这种方式，在真空条件下比在大气条件下在连接区域中实现了具有更高纵横比（深度与宽度）的焊缝。随着激光束前进，蒸汽毛细管和熔池膨胀。材料在移动的蒸汽毛细管的前部连续熔化。它绕着这个流到后面，熔化的材料在那里凝固。
激光焊接在真空中的特性及优点
除了激光束焊接的基本性能外，真空条件的使用还显着提高了激光焊缝以及整个焊接过程的性能和质量。
以下几个方面重点介绍真空激光焊接的具体特点。
真空条件对焊缝冶金性能和焊缝深度的影响：
真空促进脱气。这将孔隙形成的可能性降低到不可检测的水平。此外，热裂纹的风险也被最小化。与大气条件下相同光束功率相比，可能的焊接深度几乎可以增加一倍。通过这种深焊缝，焊缝可以像电子束焊接一样窄。
特别清洁的工艺环境：
在真空条件下最大限度地减少或避免焊接飞溅。这可能消除了焊后处理或清洁的需要，从而节省了额外的加工步骤和生产时间。
钨或钛等亲氧金属的焊接：
焊接几乎不需要保护气体。这意味着消耗介质，例如：B.避免使用氩气等。
对磁性不敏感：
激光束由光子组成。因此可以使用这种焊接工艺来焊接磁性材料。磁性夹紧装置可用于将工件固定和定位在处理室内。此外，激光焊接前无需进行耗时的退磁，从而缩短了周期时间。如有必要，甚至可以在焊接过程之前使用感应预热。
无 X 射线危险：
产生激光束时不会产生 X 射线。真空室已经提供了足够的保护，防止激光束的发射。
无需焊接填充材料：
与 EBS（电子束焊接）类似，连接金属和合金不需要填充材料。这与必须使用填充金属的电弧焊不同。
全自动焊接工艺：
全自动激光束焊接机可在焊接过程中实现每个工件相关焊接参数的高精度可重复性和完整可追溯性，这意味着每个零件的焊接过程都可以得到安全控制和记录。这对于航空航天业等经过验证的流程至关重要。这不仅适用于飞机和航天器原始设备的生产，也适用于 MRO 操作（维护、修理、大修）。在这里，由于极低的热量输入和部件的低变形，电子束焊接有利于修复过程，同时提供高焊缝强度。
提供不同尺寸的真空室（焊接室）：
Evobeam 激光真空焊接机的真空室尺寸适合特定的应用要求，以最大限度地减少体积，从而缩短抽气时间。这对于缩短整体焊接周期时间和提高整体生产率具有重大影响。
二极管激光源：
使用二极管光纤激光器作为光源可以高效地产生具有相当高功率的激光束。在 Evobeam，我们目前提供高达 15 kW 的激光功率。
激光焊接附加信息
大气（非真空）条件下的激光束焊接通常是一种多功能工艺：
它可以焊接不锈钢、碳钢、HSLA 钢、铝和钛。
在大多数情况下，必须使用保护气体。焊接质量精度高，与电子束焊接质量相似。然而，大气下激光束焊接的冶金性能无法与电子束焊接相比。
真空激光焊接比电弧焊具有更高的焊缝质量和显着更高的焊接速度：与 TIG 工艺相比，只需一道焊道，焊接速度显着降低。
焊接速度与所提供的激光功率成正比，并且还取决于工件的类型和厚度。气体激光器（例如CO2激光器）由于其高性能而特别适合大规模应用。
激光束焊接系统广泛应用于汽车行业及其供应商网络。其他行业包括：航空航天、电气设备（例如传感器等）制造和医疗技术。
激光焊接和电子束焊接有以下相似之处：
高且非常局部的热输入，导致非常狭窄的熔化区和热影响区 (HAZ)。这导致高冷却速率和极低的变形
焊接速度高，焊缝深
焦点处能量密度高
非接触式工艺，对焊机的使用寿命有积极影响
设置和准备焊缝对于焊接结果至关重要
全自动焊接和精确、可重复的焊接
这两种技术之间的区别是：
激光焊接使用高密度相干激光束的热量，而电子束焊接使用高速电子集中束
激光焊接可用于磁性材料，磁性器件可用于夹紧和定位
电子束焊接更适合反射金属
如果从整体角度比较真空激光焊接和电子束焊接，包括工艺性能、CAPEX（投资成本）、OPEX（运营成本）以及空间要求和安全要求，乍一看，没有明显的赢家。
必须根据应用（材料、机械性能和尺寸）和预期结果以及给定机器中要焊接的不同工件的范围做出决定。由于电子束焊接机和激光束焊接机的使用寿命长达 20 年以上，这两种方法通常被证明是非常经济的。
除了电子束系统外，Evobeam 还提供激光束焊接系统，为焊接任务提供最佳解决方案。
2、真空激光沉积焊接
真空中的激光沉积焊接能够以低热量输入到基材中来精确控制层特性。
使用激光束进行涂层是一种热处理过程。它允许将附加材料直接引入熔融金属层中。这种附加材料可以粉末或线材的形式应用。
由此产生的表面结构通过真空条件进行细化。在非真空条件下也可以使用激光束进行沉积焊接。
堆焊用于增加基材或载体材料的硬度并提高其耐腐蚀性。
真空激光沉积焊接原理
通常，应加工较大面积的工件。这就是激光束动态偏转选项发挥作用的地方。
在焦点处，激光束将工件和填充材料加热到熔点以上。激光束的高频偏转会形成一个具有熔融液态金属的区域。
为了优化新层的化学和冶金性能，必须精确控制和调整光束功率和光束直径等参数。激光束技术非常适合于此。
真空激光沉积焊的性能及优点
激光束沉积焊接具有多种特性，对最终的材料特性和生产率产生积极影响。特别是，由于激光沉积焊接可以在大气下进行，因此机器人辅助解决方案可用于较大的工件。
控制层厚度：
在使用粉末作为填充材料时，精确控制激光束在能量密度和位置方面的特性，可以控制沉积焊接的层厚度。
定义的材料特性：
通过精确控制能量沉积和层厚度，可以根据硬度和耐腐蚀性来定义所得材料特性。
精细堆焊的表面和结构：
激光束堆焊过程中的真空条件对最终的表面和结构有积极的影响。
全自动加工：
全自动激光束沉积焊接系统可在沉积焊接过程中实现相关沉积焊接参数的高精度再现性和完全可追溯性，这适用于每个涂层和每个工件。这意味着每个工件的涂层过程都可以安全地控制和记录。
真空激光沉积焊接附加信息
沉积焊接可以被视为增材制造技术的一部分。由于沉积焊接的重点是改变材料特性，而不是构建全新的形状和工件，因此我们最初将该技术归类为激光束加工。
EVOBEAM 为真空沉积焊接的各个应用提供了最佳解决方案，以实现高生产率：经济高效、快速且多功能。