一、激光焊接機常用焊接參數

影響激光焊(han)接質量的工藝參數(shu)較多(duo)，如功(gong)率(lv)密(mi)度(du)、激光脈(mo)沖波形(xing)、離焦(jiao)量、焊(han)接速度(du)和(he)輔(fu)助吹(chui)保護(hu)氣等。

1、激光功率密度

功(gong)率密(mi)度(du)(du)是(shi)激(ji)(ji)光加(jia)工中(zhong)(zhong)最關鍵的參(can)數之(zhi)一。采用(yong)較高的功(gong)率密(mi)度(du)(du)，在(zai)微秒時間范圍內(nei)，表層即可加(jia)熱至沸點，產生(sheng)大量汽(qi)化。因(yin)此(ci)，高功(gong)率密(mi)度(du)(du)對于材料去(qu)除加(jia)工，如打孔(kong)、切割、雕(diao)刻十分有利(li)。對于較低功(gong)率密(mi)度(du)(du)，表層溫度(du)(du)達(da)到(dao)沸點需要經歷數毫秒，在(zai)表層汽(qi)化前，底層達(da)到(dao)熔點，易形(xing)成(cheng)良好的熔融焊(han)接。因(yin)此(ci)，在(zai)熱傳導型激(ji)(ji)光焊(han)接中(zhong)(zhong)，功(gong)率密(mi)度(du)(du)范圍在(zai)104-106W/cm2。

2、激光脈沖波形

脈沖(chong)波形在焊(han)接中是一(yi)個(ge)重要問(wen)題，尤其對于薄片焊(han)接更為(wei)重要。當(dang)高(gao)強(qiang)度激光(guang)束射(she)至材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)(mian)，材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)(mian)將會有60～90%的(de)激光(guang)能量反(fan)(fan)射(she)而(er)損(sun)失掉，尤其是金、銀、銅、鋁、鈦等材(cai)料(liao)反(fan)(fan)射(she)強(qiang)、傳熱快。一(yi)個(ge)激光(guang)脈沖(chong)訊號過程中，金屬的(de)反(fan)(fan)射(she)率隨時(shi)間而(er)變化(hua)(hua)。當(dang)材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)(mian)溫度升高(gao)到熔(rong)點時(shi)，反(fan)(fan)射(she)率會迅(xun)速(su)下降，當(dang)表(biao)面(mian)(mian)處(chu)于熔(rong)化(hua)(hua)狀(zhuang)態時(shi)，反(fan)(fan)射(she)穩定于某一(yi)值(zhi)。

3、激光脈沖寬度

脈(mo)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)是脈(mo)沖(chong)焊(han)(han)接的(de)重(zhong)要(yao)參(can)數之一，它既是區別于(yu)材料(liao)去(qu)除和材料(liao)熔化的(de)重(zhong)要(yao)參(can)數，也是決(jue)定加(jia)(jia)工設備造價及體積的(de)關(guan)鍵參(can)數。脈(mo)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)由熔深(shen)與熱影(ying)響分區確定，脈(mo)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)越(yue)長(chang)熱影(ying)響區越(yue)大(da)，熔深(shen)隨脈(mo)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)的(de)1/2次方增(zeng)加(jia)(jia)。但(dan)脈(mo)沖(chong)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)的(de)增(zeng)大(da)會降低(di)峰值功率，因此(ci)增(zeng)加(jia)(jia)脈(mo)沖(chong)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)一般(ban)用于(yu)熱傳(chuan)導(dao)焊(han)(han)接方式，形成的(de)焊(han)(han)縫尺寸(cun)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)而淺，尤(you)其(qi)適(shi)合薄板(ban)和厚板(ban)的(de)搭接焊(han)(han)。但(dan)是，較低(di)的(de)峰值功率會導(dao)致(zhi)多余(yu)的(de)熱輸入，每種材料(liao)都有一個可使(shi)熔深(shen)達到最(zui)大(da)的(de)最(zui)佳脈(mo)沖(chong)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)。

4、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(li)焦方式有兩種：正離(li)(li)焦(jiao)與負離(li)(li)焦(jiao)。焦(jiao)平(ping)面(mian)位于工件上方為(wei)正離(li)(li)焦(jiao)，反之為(wei)負離(li)(li)焦(jiao)。按幾何(he)光學(xue)理論，當正負離(li)(li)焦(jiao)平(ping)面(mian)與焊接平(ping)面(mian)距離(li)(li)相等時，所(suo)對應平(ping)面(mian)上的功率密度近似相同，但實際上所(suo)獲(huo)得的熔(rong)(rong)池形(xing)(xing)狀有一(yi)定差異。負離(li)(li)焦(jiao)時，可獲(huo)得更大(da)的熔(rong)(rong)深，這與熔(rong)(rong)池的形(xing)(xing)成過程有關。

5、焊接速度

焊(han)接速度決(jue)定了焊(han)接表面(mian)質(zhi)量、熔深、熱(re)影響(xiang)區等。焊(han)接速度的快(kuai)慢會影響(xiang)單位時間內的熱(re)輸(shu)入(ru)量，焊(han)接速度過慢，則熱(re)輸(shu)入(ru)量過大，導致工件(jian)燒穿(chuan)，焊(han)接速度過快(kuai)，則熱(re)輸(shu)入(ru)量過小，造(zao)成工件(jian)焊(han)不(bu)透(tou)。通常采用降低焊(han)接速度的方法來(lai)改善(shan)熔深。

6、輔助吹保護氣

輔助吹保(bao)護氣(qi)(qi)在(zai)高(gao)功(gong)率激(ji)光(guang)焊接(jie)中是(shi)必不可少的一(yi)道工序。一(yi)方面(mian)是(shi)為了(le)防(fang)止金屬材(cai)料濺(jian)射而(er)污染聚(ju)焦(jiao)鏡；另一(yi)方面(mian)是(shi)為了(le)防(fang)止焊接(jie)過(guo)程(cheng)中產生的等(deng)離子體過(guo)多聚(ju)焦(jiao)，阻擋(dang)激(ji)光(guang)到達材(cai)料表面(mian)。激(ji)光(guang)焊接(jie)過(guo)程(cheng)常使用(yong)氦、氬、氮等(deng)氣(qi)(qi)體保(bao)護熔池，使工件在(zai)焊接(jie)工程(cheng)中免受氧化。保(bao)護氣(qi)(qi)體種類(lei)和氣(qi)(qi)流(liu)大小、吹氣(qi)(qi)角(jiao)度等(deng)因(yin)素對焊接(jie)結果有(you)較(jiao)大影(ying)響，不同的吹氣(qi)(qi)方法(fa)也會對焊接(jie)質量產生一(yi)定的影(ying)響。

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二、激光焊接機怎么調焦點

激光焊(han)接機聚(ju)焦(jiao)(jiao)的激光束(shu)在(zai)焦(jiao)(jiao)點附近有(you)一個(ge)束(shu)腰(yao)，束(shu)腰(yao)的最小截面(mian)(mian)處(chu)是(shi)透鏡(jing)的焦(jiao)(jiao)平面(mian)(mian)，也就是(shi)最小光斑(ban)的所處(chu)位置。焦(jiao)(jiao)深隨(sui)焦(jiao)(jiao)數(shu)增加面(mian)(mian)增加。在(zai)焦(jiao)(jiao)深范圍內，功率密度(du)變化較小。

激光焊接機怎么調(diao)焦(jiao)點，重點提(ti)示(shi)如果沒有(you)經(jing)過(guo)專門的(de)技術培訓(xun)，請不(bu)要(yao)進行下列操作(zuo)，因(yin)為激(ji)光(guang)焊接機激(ji)光(guang)器以及(ji)焦(jiao)點的(de)調(diao)整必須由經(jing)過(guo)專門培訓(xun)的(de)人員(yuan)進行，否則會因(yin)激(ji)光(guang)器失調(diao)或調(diao)偏造成光(guang)路上(shang)其它組件(jian)的(de)損壞。

1、檢查基準光源

紅(hong)色的半導(dao)體激光(guang)是整個(ge)(ge)光(guang)路的基(ji)準，必須首先確保其準確性。用(yong)一(yi)個(ge)(ge)簡(jian)易的高度規檢查紅(hong)光(guang)是否(fou)與光(guang)具(ju)座(zuo)導(dao)軌(gui)頂面(mian)平行(xing)，并處于光(guang)具(ju)座(zuo)兩條導(dao)軌(gui)間的中心線(xian)上(shang)，如出現偏差，可以通過6個(ge)(ge)緊(jin)固(gu)(gu)螺釘進行(xing)調整。調整好后注意(yi)再(zai)檢查一(yi)遍所有緊(jin)固(gu)(gu)螺釘是否(fou)已經完(wan)全擰緊(jin)。

2、調整輸出鏡（輸出介質膜片）位置

調整(zheng)輸出(chu)鏡前(qian)，應(ying)將裝有YAG棒的聚光(guang)腔拿開，以免因光(guang)路中YAG棒的折(zhe)射偏差影響調整(zheng)的準確(que)性。

輸出介(jie)質膜片(pian)的(de)準確(que)位(wei)置(zhi)應該是(shi)使紅(hong)光(guang)位(wei)于其(qi)中心位(wei)置(zhi)并能將紅(hong)光(guang)完全反射回紅(hong)光(guang)的(de)出射孔，否(fou)則應通(tong)過(guo)膜片(pian)架的(de)旋(xuan)鈕進行仔細調(diao)整(zheng)。注意調(diao)整(zheng)完后應將膜片(pian)架調(diao)節旋(xuan)鈕上的(de)鎖緊圈完全鎖緊，確(que)保(bao)其(qi)位(wei)置(zhi)的(de)穩(wen)定性，然后再(zai)一次檢查其(qi)反射光(guang)的(de)位(wei)置(zhi)是(shi)否(fou)保(bao)持在(zai)原位(wei)。

3、檢查YAG棒的安裝位置

用透(tou)明膠紙(zhi)分別貼(tie)在YAG棒套的(de)(de)兩(liang)端，觀察紅(hong)光光斑是(shi)否(fou)在兩(liang)個棒套管(guan)的(de)(de)正中間位(wei)(wei)置(zhi)，如有(you)偏(pian)差(cha)，應(ying)通過(guo)調(diao)整(zheng)(zheng)聚光腔(qiang)的(de)(de)位(wei)(wei)置(zhi)加以修(xiu)正。然后觀察YAG棒的(de)(de)反射(she)(she)光位(wei)(wei)置(zhi)，應(ying)與紅(hong)光的(de)(de)出射(she)(she)孔重合，否(fou)則(ze)在兼(jian)顧紅(hong)光盡(jin)可能保(bao)持在棒套管(guan)中心位(wei)(wei)置(zhi)的(de)(de)前提下調(diao)整(zheng)(zheng)聚光腔(qiang)的(de)(de)位(wei)(wei)置(zhi)，使反射(she)(she)光盡(jin)量與出射(she)(she)孔靠攏，至少應(ying)保(bao)證調(diao)整(zheng)(zheng)到與出射(she)(she)孔的(de)(de)偏(pian)差(cha)小于1mm。

4、調整全反鏡（全反介質膜片）位置

第一(yi)步(bu)：檢(jian)查紅光是否在介(jie)(jie)質(zhi)膜(mo)片的中(zhong)間位置，否則應調(diao)整介(jie)(jie)質(zhi)膜(mo)片架的安裝位置使紅光在介(jie)(jie)質(zhi)膜(mo)片的中(zhong)心(xin)。

第(di)二步：粗(cu)調介質膜(mo)片架(jia)旋鈕(niu)，使紅光反射(she)回出射(she)孔。

第三步：開啟激光，200A左右(you)(you)，脈(mo)寬調整到(dao)(dao)約2ms，重復(fu)頻率調整到(dao)(dao)0Hz，踩一下腳踏開關使(shi)脈(mo)沖氙燈閃光，此時用(yong)完(wan)全暴光的(de)全黑像紙(zhi)放(fang)在(zai)輸出(chu)鏡前，可以(yi)觀察到(dao)(dao)有激光輸出(chu)，反復(fu)調整膜片架的(de)兩個旋(xuan)鈕，使(shi)輸出(chu)光斑(ban)(ban)最圓且均勻，然后(hou)逐漸(jian)降低電流至120A左右(you)(you)，進一步反復(fu)仔(zi)細地(di)微調旋(xuan)鈕，盡(jin)可能使(shi)打到(dao)(dao)像紙(zhi)上的(de)光斑(ban)(ban)最圓且最強(qiang)部(bu)分集中(zhong)在(zai)光斑(ban)(ban)中(zhong)心(xin)。

第四步：檢(jian)查(cha)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)是否與(yu)紅(hong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)重(zhong)合(he)，將像紙固定在激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)輸(shu)出(chu)(chu)鏡(jing)(jing)的(de)前端并(bing)盡(jin)量遠離輸(shu)出(chu)(chu)鏡(jing)(jing)的(de)位(wei)置(zhi)，發出(chu)(chu)一個激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)脈沖，觀(guan)察像紙上的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)中(zhong)心是否與(yu)紅(hong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)中(zhong)心重(zhong)合(he)，如不重(zhong)合(he)，可(ke)以(yi)微調(diao)輸(shu)出(chu)(chu)鏡(jing)(jing)和全(quan)反鏡(jing)(jing)，使光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)與(yu)紅(hong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)重(zhong)合(he)，然后再將像紙固定在離激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)輸(shu)出(chu)(chu)鏡(jing)(jing)800~1000mm的(de)地方(fang)，再次檢(jian)查(cha)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)是否與(yu)紅(hong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)重(zhong)合(he)。如能較(jiao)好地重(zhong)合(he)，激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)即調(diao)整到了最佳狀態。

第(di)五步：鎖緊(jin)各(ge)個調節旋鈕(niu)，再一次(ci)檢查像紙上的光(guang)(guang)斑是否(fou)良好，并與紅(hong)光(guang)(guang)同(tong)軸。否(fou)則應重新調整(zheng)。

5、檢查光閘的位置

人工旋(xuan)轉反(fan)射鏡片(pian)支(zhi)架，將光(guang)(guang)閘(zha)(zha)推(tui)至擋光(guang)(guang)位置，觀察紅光(guang)(guang)是否在鏡片(pian)的中(zhong)(zhong)間，其反(fan)射光(guang)(guang)是否位于(yu)光(guang)(guang)束終止器中(zhong)(zhong)心的吸收(shou)錐體上，如位置不正確可稍(shao)加調整，最后，應特別注意仔細檢查一下光(guang)(guang)閘(zha)(zha)反(fan)射鏡片(pian)是否清潔，受(shou)污(wu)染的鏡片(pian)在使(shi)用中(zhong)(zhong)很快會(hui)炸裂。

激光焊接時熔(rong)池的(de)熔(rong)探和(he)形狀(zhuang)除了與材料本身的(de)熱物理(li)性質有關外(wai)，主要受(shou)激光光斑性質、功率密度、焊接速度，以及保護氣(qi)體等因素影響。