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激光焊接机主要参数有哪些?
发布时间:2022-11-29 发布人:
激光焊接系统由激光器、传输光纤、准直聚焦头或振镜等组成。光纤发出的光是发散的,需要准直透镜将激光转换成平行光,再通过聚焦透镜转换成聚焦状态(放大镜效应)。在激光工艺调试过程中,关键参数有:功率、速度、离焦量、保护气体等。
 
一般来说,在确定一个工件选择什么参数之前,首先要确定加工速度,这个需要和客户沟通。这要看客户的需求,比如生产有节拍要求和产量要求,我们可以回去大概需要多少速度,然后在这个基础上做工艺调试。
 

激光焊接机

激光焊接机主要参数有哪些?
 
一般来说,激光焊接的工艺参数包括功率密度、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。图1显示了激光焊接的主要工艺参数。
 
1.功率密度:功率密度是激光加工中最关键的参数之一。在较高的功率密度下,表层可以被加热到微秒时间范围内的沸点,导致大量汽化。因此,高功率密度非常有利于打孔、切割、雕刻等材料去除加工。对于低功率密度,表面层温度达到沸点需要几毫秒。表层汽化前,底层达到熔点,容易形成良好的熔焊。
 
2.激光脉冲的波形:当高强度激光束照射到材料表面时,60 ~ 98%的激光能量会在金属表面反射和损耗,特别是金、银、铜、铝、钛等反射强、传热快的材料。在激光脉冲信号的过程中,金属的反射率随时间而变化。当材料表面温度上升到熔点时,反射率会迅速下降,当表面处于熔融状态时,反射率会稳定在某个值。
 
3.激光脉冲宽度:脉宽是脉冲激光焊接的一个重要参数。根据脉宽穿透深度和热影响区的划分,脉宽越长,热影响区越大,穿透深度随脉宽的1/2次幂增加,但脉冲宽度的增加会降低峰值功率。因此,增大脉冲宽度一般用于热传导焊接,形成的焊缝宽而浅,特别适用于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,每种材料都有一个最佳的脉冲宽度,可以最大限度地穿透[2]。
 
4.离焦量: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太高,容易蒸发成孔洞。功率密度分布在远离激光焦点的每个平面上相对均匀。有两种散焦模式:正离散焦和负散焦。工件上方的焦平面为正离焦点,否则为负散焦。根据几何光学理论,当正负离焦平面与焊接平面的距离相等时,对应平面上的功率密度大致相同,但实际上熔池形状存在一定差异。当负散焦发生时,可以获得较大的熔深,这与熔池的形成过程有关。
 
5.焊接速度:焊接速度对熔深影响很大。提高速度会使熔深变浅,但过低的速度会导致材料过度熔化和工件的焊接熔深。因此,对于一定激光功率、一定厚度的特定材料,存在一个合适的焊接速度范围,在相应的速度值下可以获得最大熔深。
 
6.保护气体:保护气体有很多种。为了控制成本,工业装配线通常使用氮气、实验室氩气和氦气等惰性气体。一般这两种都是特殊场合常用的。因为激光焊接过程是高温下剧烈反应的过程,金属熔化蒸发,金属在高温下极其活跃。一旦遇到氧气,就会产生剧烈反应,表现为大量飞溅和焊缝表面粗糙。因此,保护气体在小范围内(接近m
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