激光焊接机在钎焊工艺中主要通过两种形式支持钎料应用:预置钎料与送丝钎料。预置钎料指将钎料预先放置在待焊工件间隙中,激光通过散焦光斑加热钎料至熔点以上,使其通过毛细作用填充接头间隙。此方法适用于薄板或精密部件的焊接,如镀锌钢板、铝合金等材料的连接,其优势在于工艺控制简单,钎料分布均匀,尤其适合卷对接或搭接接头形式。例如,在汽车车身镀锌板焊接中,预置锡基钎料可实现0.1mm级间隙的均匀填充,焊缝强度达母材的85%以上。
送丝钎料则通过自动化送丝系统实时供给钎料,激光束同时加热母材与钎料,实现动态填充。此方式适用于需要灵活调整填充量的场景,如厚板搭接或异种材料连接。以半导体激光器为例,其矩形光斑可覆盖焊丝与母材接触区域,送丝速度与激光功率的协同控制可确保钎料熔化速率与母材升温速率匹配,避免钎料堆积或润湿不足。在航空航天领域,钛合金与不锈钢的异种金属焊接中,送丝法采用镍基钎料,通过双光束激光辐照(一束加热钎料,另一束预热母材),使接头剪切强度提升至320MPa,远超单光束工艺的220MPa。
激光钎焊的工艺参数优化需结合钎料形式调整。预置钎料时,光斑直径通常为钎料宽度的1.5-2倍,以确保均匀加热;送丝钎料则需根据焊丝直径(0.2-1.2mm)匹配激光功率密度(10⁴-10⁵ W/cm²),并控制送丝角度(30-60)以减少飞溅。此外,保护气体(如氩气)的流量与喷射方向需根据钎料类型调整,例如软钎焊(钎料熔点<450)需降低气体流速以避免钎料氧化,而硬钎焊(钎料熔点>450)则需高流速气体快速冷却焊缝,减少热影响区脆化。