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激光焊接的6個工藝參數介紹

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激光焊接的6個工藝參數介紹

發布日期:2018-08-29 作者: 點擊:

目前,随着激光焊接加工設備對于各行各業的應用越來越廣,例如有制造業、粉末冶金領域、汽車工業 、生物醫學等。激光焊接作為一種非接觸焊接技術,與其他焊接方法相比,具有非接觸、不透氣、不漏水、快速高效、精度高、焊縫美觀、産品外形無限制、易控制、适應性強等優點,将成為未來塑料焊接的趨勢。接下來光纖激光焊接機器人小編給大家分析激光焊接的工藝參數主要都有哪些呢?


一般而言,激光焊接的工藝參數有激光脈沖寬度、功率密度、離焦量、激光脈沖波形、焊接速度和保護氣體等。


激光脈沖寬度

脈寬是脈沖激光焊接的重要參數,。脈寬由熔深與熱影響分區确定,脈寬越長熱影響區越大,熔深随脈寬的1/2 次方增加。但脈沖寬度的增大會降低峰值功率,因此增加脈沖寬度一般用于熱傳導焊接方式,形成的焊縫尺寸寬而淺,尤其适合薄闆和厚闆的搭接焊。但是,較低的峰值功率會導緻多餘的熱輸入,每種材料都有一個可使熔深達到最大的最佳脈沖寬度。


功率密度

功率密度是激光加工中最關鍵的參數之一。采用較高的功率密度,在微秒時間範圍内,表層即可加熱至沸點,産生大量汽化。因此,高功率密度對于材料去除加工如打孔、切割、雕刻十分有利。對于較低功率密度,表層溫度達到沸點需要經曆數毫秒,在表層汽化前,底層達到熔點,易形成良好的熔融焊接。 


離焦量

激光焊接通常需要一定的離焦量,因為激光焦點處光斑中心的功率密度過高,容易蒸發成孔。離開激光焦點的各平面上,功率密度分布相對均勻。離焦方式有兩種:正離焦與負離焦。焦平面位于工件上方為正離焦,反之為負離焦。按幾何光學理論,當正負離焦平面與焊接平面距離相等時,所對應平面上的功率密度近似相同,但實際上所獲得的熔池形狀有一定差異。負離焦時,可獲得更大的熔深,這與熔池的形成過程有關。


激光脈沖波形

當高強度激光束射至材料表面,金屬表面将會有60~98%的激光能量反射而損失掉,尤其是金、銀、銅、鋁、钛等材料反射強、傳熱快。一個激光脈沖訊号過程中,金屬的反射率随時間而變化。當材料表面溫度升高到熔點時,反射率會迅速下降,當表面處于熔化狀态時,反射穩定于某一值。  

 

焊接速度

焊接速度對熔深有較大的影響,提高速度會使熔深變淺,但速度過低又會導緻材料過度熔化、工件焊穿。因此,對一定激光功率和一定厚度的特定材料有一個合适的焊接速度範圍,并在其中相應速度值時可獲得最大熔深。 

 

保護氣體

激光焊接過程常使用惰性氣體來保護熔池,對大多數應用場合則常使用氦、氩、氮等氣體作保護。保護氣體的第二個作用是保護聚焦透鏡免受金屬蒸氣污染和液體熔滴的濺射,在高功率激光焊接時,噴出物非常有力,此時保護透鏡則更為必要。保護氣體的第三個作用是可以有效驅散高功率激光焊接産生的等離子屏蔽。金屬蒸氣吸收激光束電離成等等離子體,如果等離子體存在過多,激光束在某種程度上會被等離子體消耗掉。

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