总结激光焊接机技术的主要要领及核心因素

光粒网-Kelly · *发表于* 2013-12-25 10:36:05

l、激光的投入能量密度。

调整激光照射能量密度的方法主要有：

A、调整激光输出能量（调整激发电压）

B、调整光斑大小（调节出射焦距）

C、改变光斑中的能量分布（改变光纤类型：峰形输出型——GI型光纤、梯形输出型——SI型光纤）

D、改变出射脉冲的宽度和波形

2、材料反射率

大多数金属在激光开始照射时，会将大部分激光能量反射掉，所以，焊接过程开始的瞬间，要相应提高光束的功率。采用脉冲激光缝焊工艺时，可以通过接入引弧板来保证整个焊接段的品质一致性。当金属表面开始熔化或汽化后，其反射率迅速降低。

影响材料对激光束吸收的主要因素

1、温度

室温时金属材料两激光的吸收率一般在20℃以下；当金属温度达到烙点产生熔融和气化后吸收率上升到40~50%；当接近沸点时吸收率可高达90%。

材料的直流电阻率

材料对激光的吸收率与材料的直流电阻率的平方根成正比、与激光波长的方根成反比关系。

2、激光束的入射角

入射角越大，吸收率越小。当激光垂直于金属表面照射时，金属对激光的吸收率最大。但通常为了保护激光出射镜头，需要维持一定的入射角。

材料的表面状态

为了低反射率，可在金属表面涂上薄薄一层金属粉，但两者必须是能够形成合金的。如铜、金、银可覆盖薄锐层，此时在同样熔深的情况下，焊接所需的能量大约为原来铜、金、银所需的四分一。

3、聚焦性和离焦量

品质优良的YAG激光焊接装置，其聚焦性（光斑大小）是通过装置本身的光路同轴精度、输出光纤和出射头的成像比等来保证。以激光出射焦点正好落在工作上面时的位置为零。离焦量是指焦点离开这个零点的距离量。焦点位置超过零点位置时叫负离焦（焦点深入到工件内部），其距离值为负离焦量。反之，焦点不到零点的距离数值为正离焦量。要获得较大的熔深，可将焦点位置选择在工件内部某一位置上，即采用负离焦量进行焊接。

4、焊接的穿入深度

脉冲激光焊接时，主要是以传热熔化方式进行的。激光束本身对金属的直接穿入深度是有限的，其主要取决于材料的导温系数（导温系数大的则穿入深度大），而不是激光器的功率大小。