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激光焊接机常用焊接参数

2020

06/01 08:00:22
小郭 /
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  激光焊接机常用焊接参数

  一般而言,激光焊接的工艺参数有功率密度、激光脉冲波形、激光脉冲宽度、离焦量、焊接速度和保护气体等。

  功率密度

  功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于材料去除加工如打孔、切割、雕刻十分有利。对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。

  激光脉冲波形

  当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉,尤其是金、银、铜、铝、钛等材料反射强、传热快。一个激光脉冲讯号过程中,金属的反射率随时间而变化。当材料表面温度升高到熔点时,反射率会迅速下降,当表面处于熔化状态时,反射稳定于某一值。

  激光脉冲宽度

  脉宽是脉冲激光焊接的重要参数,。脉宽由熔深与热影响分区确定,脉宽越长热影响区越大,熔深随脉宽的1/2 次方增加。但脉冲宽度的增大会降低峰值功率,因此增加脉冲宽度一般用于热传导焊接方式,形成的焊缝尺寸宽而浅,尤其适合薄板和厚板的搭接焊。但是,较低的峰值功率会导致多余的热输入,每种材料都有一个可使熔深达到最大的最佳脉冲宽度。

  高焦量

  激光焊接通常需要一定的离焦量,因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种:正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。按几何光学理论,当正负离焦平面与焊接平面距离相等时,所对应平面上的功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状有一定差异。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。

  焊接速度

  焊接速度对熔深有较大的影响,提高速度会使熔深变浅,但速度过低又会导致材料过度熔化、工件焊穿。因此,对一定激光功率和一定厚度的特定材料有一个合适的焊接速度范围,并在其中相应速度值时可获得最大熔深。

  保护气体

  激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池,对大多数应用场合则常使用氦、氩、氮等气体作保护。保护气体的第二个作用是保护聚焦透镜免受金属蒸气污染和液体熔滴的溅射,在高功率激光焊接时,喷出物非常有力,此时保护透镜则更为必要。保护气体的第三个作用是可以有效驱散高功率激光焊接产生的等离子屏蔽。金属蒸气吸收激光束电离成等等离子体,如果等离子体存在过多,激光束在某种程度上会被等离子体消耗掉。

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