模具维修原理：激光焊接可降低成本并提高质量

尽管TIG（钨极惰性气体）焊接可能是许多模具加工厂（塑料加工商制品厂）进行模具焊接的必经之路，但高功率脉冲激光焊接是一种高质量的工艺，可以提供性能与新模具相同的维修模具。

便携式激光焊接技术使用户甚至可以在五轴加工中心上的任何地方修理大型工具。

修理磨损的模具总是比更换模具便宜。抓住的是翻新模具将来的性能如何。它会产生与原始产品同等质量的零件吗？它将持续多长时间，直到需要再次维修或必须报废为止？

对于要去焊接维修店的模具，焊接质量和焊接过程与回答这些问题有关。在美国，重建磨损的型腔和型芯表面的最常见做法是采用TIG（钨极惰性气体）焊接。

但是，塑料加工商会发现，脉冲激光焊接是一种替代方法，可提供优异的结果，并且对基材的损坏更少，因此模具将生产出质量更高的零件，并且维修后的使用寿命更长。

相对于传统的TIG焊或微型TIG焊，脉冲激光焊接的主要论点是，激光可提供更高质量的最终结果，因为它对焊缝的相邻区域（如热影响区）的附带损害较小。采用传统的焊接工艺，该区域的材料变得更软，更容易磨损。焊缝本身的微裂纹和/或气孔会导致不良的表面质量并缩短工具的寿命。

除了此主要优点外，当今的激光焊接技术的其他优点还包括：

1. 模具可多次修复的能力

2. 通过更快的加工或工作台时间更快地修复模具

3. 便携式且灵活，几乎可以使用所有功能，即使在大型模具中

4. 从总成本的角度来看更便宜，并且使用寿命更长

这就是当今的脉冲激光焊接技术如何实现所有这些好处的方法

焊接时会发生什么？

让我们开始。例如，您将模具发送到焊接车间，以重建磨损的角，填充裂缝或孔或修复磨损的浇口，该浇口现在正在产生飞边。首先，模具的那些区域将通过将填充材料的焊缝焊接到部件表面上而建立或填充。然后重新加工特征以融合表面，并将模具恢复到原始尺寸。

在传统的TIG焊接中，电流通过形成“焊接电弧”的电极引入工件表面和填充焊丝。焊工一只手握住TIG焊炬，另一只手握住填充材料的焊丝，然后缓慢地穿过修复区域移动，电弧熔化填充材料以放下焊缝。

使用脉冲激光焊接时，放下填充材料时会对准非常精确的光束。除了可以更精确地定位外，光束的宽度还可以通过直径为0.2到2.0毫米的Alpha焊接激光进行高度控制。

光束的脉冲（通常每秒约5-30个脉冲）可以非常精细地控制将多少能量导向焊接。激光指向高能量脉冲，使焊机以更高的速度移动而不会产生比所需更多的热量。脉冲也有助于更快地冷却工件。

所有这些因素有助于大大减少产生优质焊缝所需的热量。实际上，您可以在激光焊接后立即舒适地触摸工件。在传统的TIG焊接后不要尝试。

这种较低热量的过程对修复后的模具如何随时间推移产生重大影响，因为在热影响区（HAZ）中，模具材料的冶金性能发生了显着变化。高温实际上会使金属退火，使其更柔软。

典型的TIG焊接工艺使焊缝周围的金属在硬度等级（RC）上软化约10到15点。考虑到用于型芯和型腔的工具钢通常会硬化至约30-60 RC（以提高耐磨性），这意味着硬度降低了20-30％。使用脉冲激光焊接时，软化程度要低得多，约为RC的2至4点。

也许使用脉冲激光技术更重要的是，受热区域要小得多。传统的TIG焊接会产生几乎0.100“深的HAZ，而脉冲激光仅产生0.008”。

模具的软化区域将比原始模具磨损得更快。此外，高热量会导致金属的物理变形，从而可能对精密型腔中的精密特征产生不利影响。

焊接本身内部的孔隙率也可能存在问题。从完成的焊缝的顶部可能看不到这一点，但是一旦加工了该区域，就会显示出来。用激光和TIG焊修复的模具在肉眼上可能看起来相同。但是，一旦将这些模具在20,000 psi的压力下进行了重复注塑成型过程的测试，结果随时间的推移将大为不同。

激光焊接可广泛使用材料。在这里，将420不锈钢焊接到铍铜上

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