激光焊接环境概述

HEATS

　　激光焊接工艺特点及其影响因素：

% F4 @- _4 M0 E* c

　　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：

, I+ G1 @9 B- i! n0 D* o- Z I' \ : s9 K D6 T2 B3 @. L) k L# r

　　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)

$ ` n8 c3 t- _2 N9 S

　　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

+ m( T& k& j6 _! N1 k" p0 M. A

　　2、材料反射率

; v( ^5 G" W5 p, z- ] , a9 O6 c9 |2 J" T8 J5 N

　　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。采用脉冲激光缝悍二艺时，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。

* B: T% C9 m5 ~: I7 k/ z

　　影响材料对激光束吸收的主要因素

' F3 ?* h% d0 ?( C3 k6 z* P

　　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

& |4 [6 d4 f3 X5 s# B9 W$ ^" x5 J

　　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、与激光彼长的平方根成反比关系。

　　2、激光束的入射角

2 w2 c, N6 r( B, B- z9 x( t5 ` x+ a

　　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。

* s5 h2 X; x$ O. V

　　村料的表面状态

　　为了低反射率，可在金属表面涂上薄薄一层全属粉，但两者必须是能够形成合金的。如饭、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。

" `" ?( y8 x2 b& z" v7 M$ U- x

　　3、聚焦性和离焦量

: x0 B. a: s: e) w% D ( d& o6 {9 I/ `) Q5 N: A2 n/ f

　　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。

" d# h% V. m* Q$ L

　　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。

! K+ F$ r& a, N5 P) M