氣體保護(hù)焊和激光焊是兩種應(yīng)用廣泛但技術(shù)原理差異極大的焊接工藝,核心區(qū)別在于熱源和保護(hù)方式。
核心區(qū)別對(duì)比
對(duì)比維度 氣體保護(hù)焊 激光焊
核心熱源 電?。娔苻D(zhuǎn)化為熱能) 高能量密度激光束
保護(hù)方式 惰性 / 活性氣體(如氬氣、二氧化碳) 氣體保護(hù)(多為氬氣)+ 真空環(huán)境(部分高精度場(chǎng)景)
焊接效率 中低,適合中厚板長(zhǎng)焊縫 高,尤其適合薄板、精密件快速焊接
焊縫質(zhì)量 成型較好,但熱影響區(qū)較大 熱影響區(qū)極小,焊縫窄且強(qiáng)度高
設(shè)備成本 較低,維護(hù)簡(jiǎn)單 高,激光發(fā)生器和光學(xué)系統(tǒng)價(jià)格昂貴
關(guān)鍵機(jī)制:“匙孔效應(yīng)” 的熔合
激光焊能形成獨(dú)特的 “匙孔效應(yīng)”,這是它速度快的另一大關(guān)鍵。
高能量激光束照射金屬表面時(shí),金屬瞬間汽化,形成一個(gè)微小的 “孔”(匙孔)。
激光束可以直接穿過(guò)這個(gè)孔,深入工件內(nèi)部,同時(shí)熔化孔壁的金屬。
隨著焊槍移動(dòng),熔化的金屬在后方快速凝固,形成焊縫。整個(gè)過(guò)程相當(dāng)于 “激光直接在金屬上‘鉆’著走”,無(wú)需像氣體保護(hù)焊那樣靠電弧逐步鋪展熔池。
氣體保護(hù)焊沒有 “匙孔”,只能靠電弧在金屬表面形成一個(gè)寬而淺的熔池,必須慢速移動(dòng)才能讓熔池充分融合,否則容易出現(xiàn)未焊透或焊縫不連續(xù)的問(wèn)題。
從焊縫成型、強(qiáng)度、變形等關(guān)鍵維度來(lái)看,兩者差異顯著,以下為具體對(duì)比:
質(zhì)量指標(biāo) 氣體保護(hù)焊(CO?/MAG 焊) 激光焊(光纖激光)
焊縫成型 焊縫寬度較寬(通常 3-8mm),表面可能有輕微波紋,需后續(xù)打磨。 焊縫窄而深(寬 1-3mm),表面平整光滑,成型美觀,無(wú)需或少打磨。
熱影響區(qū)(HAZ) 熱影響區(qū)大(通常 5-15mm),區(qū)域內(nèi)金屬組織易軟化或硬化。 熱影響區(qū)極小(通常 0.1-2mm),對(duì)母材性能影響微弱。
焊接變形 熱輸入高,工件易出現(xiàn)翹曲、變形,厚板焊接需預(yù)熱或焊后矯正。 熱輸入低,變形量?jī)H為氣體保護(hù)焊的 1/5-1/10,基本無(wú)需矯正。
焊縫強(qiáng)度 強(qiáng)度達(dá)標(biāo)(如低碳鋼焊縫抗拉強(qiáng)度≥母材 90%),但接頭韌性受熱影響區(qū)影響較大。 強(qiáng)度更高(抗拉強(qiáng)度接近或等于母材),韌性好,因熱影響區(qū)小,接頭整體性能更均勻。
缺陷率 易出現(xiàn)氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,需嚴(yán)格控制氣體純度和操作手法。 缺陷率低,只要參數(shù)匹配,極少出現(xiàn)氣孔、夾渣,適合密封件焊接(如電池包)
熱源特性決定熱影響區(qū)大小激光焊能量密度(10?-10? W/cm2),能快速熔化金屬并快速冷卻,僅作用于極小區(qū)域,因此熱影響區(qū)小、變形??;氣體保護(hù)焊能量密度低(103-10? W/cm2),加熱范圍廣、冷卻慢,必然導(dǎo)致熱影響區(qū)擴(kuò)大,變形風(fēng)險(xiǎn)增加。
