一、激光焊接機常用焊接參數

影響(xiang)激光焊接(jie)(jie)質量的工藝(yi)參數較多，如功率(lv)密度(du)、激光脈沖波形、離焦(jiao)量、焊接(jie)(jie)速度(du)和輔助吹保護(hu)氣等。

1、激光功率密度

功(gong)(gong)率(lv)(lv)密(mi)度(du)是激(ji)光加工中最關鍵的(de)參(can)數(shu)之一。采用較高的(de)功(gong)(gong)率(lv)(lv)密(mi)度(du)，在(zai)微秒時(shi)間(jian)范圍內，表層(ceng)(ceng)即可加熱至沸(fei)點，產生(sheng)大量汽化(hua)。因此，高功(gong)(gong)率(lv)(lv)密(mi)度(du)對于材料去(qu)除加工，如打孔(kong)、切(qie)割、雕刻十分有利。對于較低功(gong)(gong)率(lv)(lv)密(mi)度(du)，表層(ceng)(ceng)溫度(du)達到(dao)沸(fei)點需要經(jing)歷數(shu)毫秒，在(zai)表層(ceng)(ceng)汽化(hua)前，底層(ceng)(ceng)達到(dao)熔(rong)點，易形(xing)成良好(hao)的(de)熔(rong)融焊接。因此，在(zai)熱傳導型(xing)激(ji)光焊接中，功(gong)(gong)率(lv)(lv)密(mi)度(du)范圍在(zai)104-106W/cm2。

2、激光脈沖波形

脈沖波(bo)形(xing)在焊(han)(han)接中(zhong)是(shi)一(yi)個重要問題，尤(you)(you)其對于薄(bo)片焊(han)(han)接更為(wei)重要。當高強(qiang)度激光(guang)束(shu)射(she)(she)至材(cai)(cai)(cai)料(liao)表面，材(cai)(cai)(cai)料(liao)表面將(jiang)會有(you)60～90%的激光(guang)能量反(fan)射(she)(she)而損失(shi)掉，尤(you)(you)其是(shi)金(jin)、銀、銅(tong)、鋁、鈦(tai)等材(cai)(cai)(cai)料(liao)反(fan)射(she)(she)強(qiang)、傳(chuan)熱(re)快(kuai)。一(yi)個激光(guang)脈沖訊號過程中(zhong)，金(jin)屬的反(fan)射(she)(she)率隨(sui)時(shi)(shi)間而變化。當材(cai)(cai)(cai)料(liao)表面溫度升(sheng)高到(dao)熔點時(shi)(shi)，反(fan)射(she)(she)率會迅速下降，當表面處于熔化狀態時(shi)(shi)，反(fan)射(she)(she)穩定于某一(yi)值。

3、激光脈沖寬度

脈(mo)(mo)寬(kuan)(kuan)(kuan)是脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)焊接(jie)(jie)的(de)重要參數(shu)之(zhi)一(yi)(yi)，它既是區(qu)(qu)(qu)別于材料(liao)去除和材料(liao)熔(rong)化的(de)重要參數(shu)，也是決定加(jia)工設備(bei)造(zao)價及(ji)體積(ji)的(de)關(guan)鍵參數(shu)。脈(mo)(mo)寬(kuan)(kuan)(kuan)由熔(rong)深(shen)與熱(re)(re)影(ying)響(xiang)分區(qu)(qu)(qu)確定，脈(mo)(mo)寬(kuan)(kuan)(kuan)越長熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)越大(da)，熔(rong)深(shen)隨(sui)脈(mo)(mo)寬(kuan)(kuan)(kuan)的(de)1/2次(ci)方(fang)增(zeng)加(jia)。但脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)寬(kuan)(kuan)(kuan)度的(de)增(zeng)大(da)會降(jiang)低(di)(di)峰值(zhi)功率，因此增(zeng)加(jia)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)寬(kuan)(kuan)(kuan)度一(yi)(yi)般用于熱(re)(re)傳(chuan)導(dao)焊接(jie)(jie)方(fang)式，形成的(de)焊縫尺(chi)寸寬(kuan)(kuan)(kuan)而淺，尤其適合薄板和厚板的(de)搭接(jie)(jie)焊。但是，較低(di)(di)的(de)峰值(zhi)功率會導(dao)致多(duo)余的(de)熱(re)(re)輸(shu)入(ru)，每種材料(liao)都有一(yi)(yi)個可使熔(rong)深(shen)達到最大(da)的(de)最佳(jia)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)寬(kuan)(kuan)(kuan)度。

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(fang)式有兩種：正離(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)與(yu)負(fu)離(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)。焦(jiao)(jiao)(jiao)平(ping)面位于工件上(shang)方為(wei)正離(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)，反之為(wei)負(fu)離(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)。按(an)幾何光學理(li)論(lun)，當正負(fu)離(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)平(ping)面與(yu)焊接平(ping)面距(ju)離(li)(li)相(xiang)等(deng)時，所(suo)對應平(ping)面上(shang)的功率密度近似相(xiang)同，但實際上(shang)所(suo)獲得的熔(rong)(rong)池(chi)形(xing)狀有一定差異。負(fu)離(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)時，可(ke)獲得更大的熔(rong)(rong)深，這(zhe)與(yu)熔(rong)(rong)池(chi)的形(xing)成過程有關。

5、焊接速度

焊(han)接速(su)度(du)決定了焊(han)接表面質量、熔深(shen)、熱(re)影響區等。焊(han)接速(su)度(du)的(de)快慢會影響單(dan)位時(shi)間內的(de)熱(re)輸入(ru)量，焊(han)接速(su)度(du)過(guo)(guo)慢，則熱(re)輸入(ru)量過(guo)(guo)大(da)，導致工件燒(shao)穿，焊(han)接速(su)度(du)過(guo)(guo)快，則熱(re)輸入(ru)量過(guo)(guo)小，造(zao)成工件焊(han)不(bu)透。通常采用(yong)降低焊(han)接速(su)度(du)的(de)方法來改(gai)善熔深(shen)。

6、輔助吹保護氣

輔(fu)助吹(chui)保護氣(qi)在(zai)(zai)高(gao)功率激(ji)(ji)(ji)光焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)中是必不(bu)可(ke)少的(de)(de)一(yi)道工(gong)序。一(yi)方(fang)面是為了(le)防止金屬(shu)材料濺射而污(wu)染聚焦(jiao)鏡；另一(yi)方(fang)面是為了(le)防止焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)(guo)程(cheng)中產生的(de)(de)等(deng)離子體過(guo)(guo)多聚焦(jiao)，阻擋(dang)激(ji)(ji)(ji)光到達材料表面。激(ji)(ji)(ji)光焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)(guo)程(cheng)常使用氦、氬、氮等(deng)氣(qi)體保護熔(rong)池，使工(gong)件在(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工(gong)程(cheng)中免受氧化。保護氣(qi)體種類和氣(qi)流(liu)大小、吹(chui)氣(qi)角度(du)等(deng)因(yin)素對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)結果有較大影響(xiang)，不(bu)同的(de)(de)吹(chui)氣(qi)方(fang)法也(ye)會對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)質量產生一(yi)定的(de)(de)影響(xiang)。

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二、激光焊接機怎么調焦點

激光焊(han)接(jie)機(ji)聚(ju)焦的激光束在焦點附近(jin)有一個束腰(yao)，束腰(yao)的最小(xiao)截(jie)面(mian)(mian)處是透鏡的焦平面(mian)(mian)，也(ye)就是最小(xiao)光斑的所處位置。焦深隨焦數增加(jia)面(mian)(mian)增加(jia)。在焦深范圍內，功率密度(du)變化較(jiao)小(xiao)。

激光焊接機怎么調(diao)焦(jiao)點(dian)(dian)，重點(dian)(dian)提示如果沒有(you)經(jing)過(guo)專(zhuan)門的(de)技(ji)術培訓，請不要進(jin)行(xing)下列操作(zuo)，因(yin)為激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接機激(ji)光(guang)(guang)(guang)器以(yi)及焦(jiao)點(dian)(dian)的(de)調(diao)整必(bi)須由經(jing)過(guo)專(zhuan)門培訓的(de)人(ren)員進(jin)行(xing)，否(fou)則會因(yin)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器失調(diao)或調(diao)偏(pian)造(zao)成光(guang)(guang)(guang)路上(shang)其它(ta)組件的(de)損壞。

1、檢查基準光源

紅色的(de)半導(dao)(dao)體(ti)激光(guang)(guang)是整(zheng)個光(guang)(guang)路的(de)基準，必(bi)須首先確(que)保其準確(que)性。用一個簡易的(de)高度規檢(jian)(jian)查紅光(guang)(guang)是否(fou)與(yu)光(guang)(guang)具座導(dao)(dao)軌(gui)頂(ding)面平行(xing)，并(bing)處于(yu)光(guang)(guang)具座兩條導(dao)(dao)軌(gui)間(jian)的(de)中心線(xian)上，如出現偏(pian)差(cha)，可以通過6個緊固螺釘進行(xing)調(diao)整(zheng)。調(diao)整(zheng)好(hao)后注意再檢(jian)(jian)查一遍所(suo)有緊固螺釘是否(fou)已經完(wan)全擰緊。

2、調整輸出鏡（輸出介質膜片）位置

調(diao)整輸出鏡前(qian)，應(ying)將裝(zhuang)有YAG棒的聚光腔(qiang)拿開，以免因光路(lu)中YAG棒的折射偏差影響調(diao)整的準確性。

輸出介質膜片的(de)準確位(wei)(wei)置(zhi)應(ying)該(gai)是使紅(hong)光位(wei)(wei)于其(qi)中心位(wei)(wei)置(zhi)并能(neng)將紅(hong)光完(wan)全反射(she)回紅(hong)光的(de)出射(she)孔，否則應(ying)通過膜片架的(de)旋(xuan)鈕(niu)進(jin)行仔細(xi)調(diao)整。注意(yi)調(diao)整完(wan)后(hou)應(ying)將膜片架調(diao)節旋(xuan)鈕(niu)上的(de)鎖緊圈完(wan)全鎖緊，確保其(qi)位(wei)(wei)置(zhi)的(de)穩定性，然(ran)后(hou)再一次檢查其(qi)反射(she)光的(de)位(wei)(wei)置(zhi)是否保持在(zai)原位(wei)(wei)。

3、檢查YAG棒的安裝位置

用透明膠紙(zhi)分別貼在YAG棒套(tao)的(de)兩(liang)端，觀(guan)(guan)察紅光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)是否在兩(liang)個棒套(tao)管(guan)的(de)正中間位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，如(ru)有偏(pian)差，應通過調整(zheng)聚光(guang)(guang)(guang)腔的(de)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)加以修正。然后(hou)觀(guan)(guan)察YAG棒的(de)反射(she)光(guang)(guang)(guang)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，應與紅光(guang)(guang)(guang)的(de)出射(she)孔重合，否則在兼顧紅光(guang)(guang)(guang)盡(jin)可能保持(chi)在棒套(tao)管(guan)中心(xin)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)前(qian)提(ti)下調整(zheng)聚光(guang)(guang)(guang)腔的(de)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，使反射(she)光(guang)(guang)(guang)盡(jin)量與出射(she)孔靠攏，至(zhi)少應保證調整(zheng)到與出射(she)孔的(de)偏(pian)差小(xiao)于1mm。

4、調整全反鏡（全反介質膜片）位置

第一步：檢查紅(hong)光是否在(zai)介質膜片的(de)中間位置(zhi)，否則應調整介質膜片架的(de)安裝(zhuang)位置(zhi)使(shi)紅(hong)光在(zai)介質膜片的(de)中心。

第二步(bu)：粗調(diao)介(jie)質膜片架旋(xuan)鈕，使(shi)紅光反射回(hui)出射孔。

第(di)三(san)步：開啟激(ji)(ji)光(guang)，200A左右，脈(mo)(mo)寬調(diao)整到(dao)約2ms，重復頻率調(diao)整到(dao)0Hz，踩一(yi)下腳踏(ta)開關使脈(mo)(mo)沖(chong)氙(xian)燈(deng)閃光(guang)，此時用(yong)完(wan)全暴光(guang)的全黑像紙(zhi)放在輸出(chu)鏡(jing)前，可(ke)以觀察到(dao)有激(ji)(ji)光(guang)輸出(chu)，反(fan)復調(diao)整膜片架的兩個旋鈕(niu)，使輸出(chu)光(guang)斑最圓且均(jun)勻，然(ran)后逐漸(jian)降低電流至120A左右，進一(yi)步反(fan)復仔細地微調(diao)旋鈕(niu)，盡可(ke)能使打到(dao)像紙(zhi)上的光(guang)斑最圓且最強(qiang)部分集中在光(guang)斑中心。

第四(si)步：檢(jian)查激光(guang)(guang)(guang)是否(fou)與紅光(guang)(guang)(guang)重(zhong)(zhong)合(he)(he)，將像(xiang)紙固(gu)定(ding)在激光(guang)(guang)(guang)輸(shu)出(chu)鏡(jing)的前端并盡量遠離(li)(li)輸(shu)出(chu)鏡(jing)的位置，發出(chu)一(yi)個激光(guang)(guang)(guang)脈沖，觀察像(xiang)紙上的光(guang)(guang)(guang)斑中心(xin)是否(fou)與紅光(guang)(guang)(guang)中心(xin)重(zhong)(zhong)合(he)(he)，如(ru)不重(zhong)(zhong)合(he)(he)，可以微調輸(shu)出(chu)鏡(jing)和全反鏡(jing)，使光(guang)(guang)(guang)斑與紅光(guang)(guang)(guang)重(zhong)(zhong)合(he)(he)，然后(hou)再(zai)將像(xiang)紙固(gu)定(ding)在離(li)(li)激光(guang)(guang)(guang)器輸(shu)出(chu)鏡(jing)800~1000mm的地(di)方，再(zai)次檢(jian)查光(guang)(guang)(guang)斑是否(fou)與紅光(guang)(guang)(guang)重(zhong)(zhong)合(he)(he)。如(ru)能較(jiao)好(hao)地(di)重(zhong)(zhong)合(he)(he)，激光(guang)(guang)(guang)器即(ji)調整到了最佳狀態(tai)。

第五步：鎖緊各個調(diao)(diao)節(jie)旋鈕，再一次檢(jian)查(cha)像紙上的光斑是否良好(hao)，并與紅(hong)光同軸。否則應重新調(diao)(diao)整。

5、檢查光閘的位置

人工旋轉反(fan)射鏡片(pian)支架，將光(guang)閘推至擋光(guang)位置，觀察紅光(guang)是(shi)否(fou)在鏡片(pian)的(de)中間，其反(fan)射光(guang)是(shi)否(fou)位于光(guang)束終止器(qi)中心(xin)的(de)吸收錐(zhui)體上，如位置不正確可(ke)稍加調整(zheng)，最后，應特別注意仔細檢查一(yi)下光(guang)閘反(fan)射鏡片(pian)是(shi)否(fou)清(qing)潔，受污染的(de)鏡片(pian)在使用中很快(kuai)會炸裂。

激光(guang)(guang)焊接時熔池的(de)熔探和(he)形狀除了與材(cai)料本身(shen)的(de)熱物(wu)理性(xing)質有(you)關外，主要受激光(guang)(guang)光(guang)(guang)斑性(xing)質、功率(lv)密(mi)度、焊接速度，以及保護氣體等因素(su)影響(xiang)。