一、激光焊接機常用焊接參數

影響(xiang)激光焊(han)接質量的工藝參數較多，如功率密度、激光脈沖波(bo)形、離焦量、焊(han)接速度和輔助吹保護(hu)氣(qi)等。

1、激光功率密度

功(gong)(gong)率(lv)(lv)密度(du)(du)是激光加工中(zhong)(zhong)最關(guan)鍵的(de)參數之一。采用較高的(de)功(gong)(gong)率(lv)(lv)密度(du)(du)，在微秒(miao)時間范(fan)圍內，表(biao)層(ceng)即可加熱(re)至沸(fei)點，產生大量汽(qi)化(hua)。因此，高功(gong)(gong)率(lv)(lv)密度(du)(du)對(dui)于(yu)材料去除加工，如打孔、切割、雕(diao)刻十(shi)分有(you)利。對(dui)于(yu)較低功(gong)(gong)率(lv)(lv)密度(du)(du)，表(biao)層(ceng)溫度(du)(du)達到沸(fei)點需要(yao)經歷數毫秒(miao)，在表(biao)層(ceng)汽(qi)化(hua)前(qian)，底(di)層(ceng)達到熔點，易形成(cheng)良(liang)好的(de)熔融焊接。因此，在熱(re)傳導型(xing)激光焊接中(zhong)(zhong)，功(gong)(gong)率(lv)(lv)密度(du)(du)范(fan)圍在104-106W/cm2。

2、激光脈沖波形

脈沖波形(xing)在焊接中(zhong)是(shi)一個(ge)重要問題(ti)，尤其對于薄片焊接更為重要。當高強度(du)激光束射至(zhi)材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)(mian)，材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)(mian)將會(hui)有60～90%的激光能量反(fan)(fan)射而損失(shi)掉，尤其是(shi)金、銀(yin)、銅、鋁(lv)、鈦等材(cai)料(liao)反(fan)(fan)射強、傳(chuan)熱快。一個(ge)激光脈沖訊(xun)號過程(cheng)中(zhong)，金屬(shu)的反(fan)(fan)射率隨時(shi)間而變化。當材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)(mian)溫(wen)度(du)升高到(dao)熔點時(shi)，反(fan)(fan)射率會(hui)迅(xun)速下降，當表(biao)面(mian)(mian)處于熔化狀態(tai)時(shi)，反(fan)(fan)射穩定于某一值。

3、激光脈沖寬度

脈(mo)(mo)寬(kuan)是脈(mo)(mo)沖(chong)焊(han)接(jie)的(de)(de)重要(yao)參數(shu)(shu)之一，它既是區別于(yu)材(cai)料(liao)去除和(he)材(cai)料(liao)熔(rong)化(hua)的(de)(de)重要(yao)參數(shu)(shu)，也(ye)是決(jue)定加(jia)工設(she)備造(zao)價及體積的(de)(de)關鍵(jian)參數(shu)(shu)。脈(mo)(mo)寬(kuan)由(you)熔(rong)深與熱(re)影響(xiang)分區確定，脈(mo)(mo)寬(kuan)越(yue)長熱(re)影響(xiang)區越(yue)大(da)，熔(rong)深隨脈(mo)(mo)寬(kuan)的(de)(de)1/2次方增加(jia)。但脈(mo)(mo)沖(chong)寬(kuan)度的(de)(de)增大(da)會降低(di)峰值功率，因此增加(jia)脈(mo)(mo)沖(chong)寬(kuan)度一般用于(yu)熱(re)傳導焊(han)接(jie)方式，形成的(de)(de)焊(han)縫(feng)尺寸寬(kuan)而淺，尤(you)其(qi)適合薄(bo)板(ban)(ban)和(he)厚(hou)板(ban)(ban)的(de)(de)搭接(jie)焊(han)。但是，較低(di)的(de)(de)峰值功率會導致(zhi)多(duo)余(yu)的(de)(de)熱(re)輸入，每種材(cai)料(liao)都(dou)有一個可使熔(rong)深達(da)到最大(da)的(de)(de)最佳脈(mo)(mo)沖(chong)寬(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。離焦方(fang)式有(you)兩種：正(zheng)離焦(jiao)(jiao)(jiao)與(yu)負(fu)(fu)離焦(jiao)(jiao)(jiao)。焦(jiao)(jiao)(jiao)平(ping)(ping)面(mian)(mian)位(wei)于工件上(shang)方(fang)為(wei)正(zheng)離焦(jiao)(jiao)(jiao)，反(fan)之(zhi)為(wei)負(fu)(fu)離焦(jiao)(jiao)(jiao)。按(an)幾何光學理論，當正(zheng)負(fu)(fu)離焦(jiao)(jiao)(jiao)平(ping)(ping)面(mian)(mian)與(yu)焊接平(ping)(ping)面(mian)(mian)距離相等時(shi)，所(suo)(suo)對應平(ping)(ping)面(mian)(mian)上(shang)的(de)功(gong)率密度近似相同(tong)，但實際上(shang)所(suo)(suo)獲得(de)的(de)熔(rong)池形狀有(you)一(yi)定差異。負(fu)(fu)離焦(jiao)(jiao)(jiao)時(shi)，可獲得(de)更(geng)大的(de)熔(rong)深，這與(yu)熔(rong)池的(de)形成過程有(you)關。

5、焊接速度

焊接(jie)速度(du)(du)決定了焊接(jie)表(biao)面質量(liang)(liang)(liang)、熔(rong)(rong)深、熱影響區等。焊接(jie)速度(du)(du)的快慢會(hui)影響單位時間內的熱輸(shu)入量(liang)(liang)(liang)，焊接(jie)速度(du)(du)過(guo)(guo)慢，則(ze)熱輸(shu)入量(liang)(liang)(liang)過(guo)(guo)大，導(dao)致工件燒穿，焊接(jie)速度(du)(du)過(guo)(guo)快，則(ze)熱輸(shu)入量(liang)(liang)(liang)過(guo)(guo)小(xiao)，造(zao)成工件焊不透。通常采用(yong)降(jiang)低焊接(jie)速度(du)(du)的方法來(lai)改善熔(rong)(rong)深。

6、輔助吹保護氣

輔助吹保(bao)(bao)護氣(qi)在(zai)(zai)高(gao)功率激(ji)光(guang)(guang)焊(han)接(jie)(jie)中是(shi)必不可少的一道工(gong)序。一方面(mian)是(shi)為(wei)了防止金屬(shu)材(cai)料濺射而污(wu)染聚焦(jiao)(jiao)鏡(jing)；另一方面(mian)是(shi)為(wei)了防止焊(han)接(jie)(jie)過(guo)程(cheng)中產生的等離子體過(guo)多聚焦(jiao)(jiao)，阻擋激(ji)光(guang)(guang)到達材(cai)料表(biao)面(mian)。激(ji)光(guang)(guang)焊(han)接(jie)(jie)過(guo)程(cheng)常使(shi)用氦(hai)、氬、氮等氣(qi)體保(bao)(bao)護熔池，使(shi)工(gong)件在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)工(gong)程(cheng)中免受氧化。保(bao)(bao)護氣(qi)體種(zhong)類和(he)氣(qi)流大小、吹氣(qi)角(jiao)度等因素對(dui)(dui)焊(han)接(jie)(jie)結果(guo)有較大影(ying)響(xiang)(xiang)，不同的吹氣(qi)方法(fa)也會對(dui)(dui)焊(han)接(jie)(jie)質量(liang)產生一定的影(ying)響(xiang)(xiang)。

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二、激光焊接機怎么調焦點

激光焊接(jie)機聚焦(jiao)(jiao)的(de)激光束(shu)在(zai)(zai)焦(jiao)(jiao)點附近有一(yi)個束(shu)腰，束(shu)腰的(de)最(zui)小(xiao)截面(mian)處是透鏡的(de)焦(jiao)(jiao)平(ping)面(mian)，也就是最(zui)小(xiao)光斑的(de)所處位置。焦(jiao)(jiao)深隨焦(jiao)(jiao)數增加(jia)面(mian)增加(jia)。在(zai)(zai)焦(jiao)(jiao)深范圍內(nei)，功率(lv)密度(du)變化較小(xiao)。

激光焊接機怎么調(diao)焦點(dian)，重(zhong)點(dian)提(ti)示如果沒有經(jing)過專門的(de)技術(shu)培訓，請(qing)不要進行(xing)下(xia)列(lie)操作，因(yin)為激(ji)光(guang)焊接機激(ji)光(guang)器以及(ji)焦點(dian)的(de)調(diao)整必須由經(jing)過專門培訓的(de)人員進行(xing)，否(fou)則(ze)會(hui)因(yin)激(ji)光(guang)器失調(diao)或調(diao)偏造成光(guang)路上其它組件(jian)的(de)損壞。

1、檢查基準光源

紅色的半導(dao)(dao)體激光(guang)(guang)是(shi)整個光(guang)(guang)路的基準，必(bi)須(xu)首先確(que)保其準確(que)性。用一個簡易(yi)的高度規檢查(cha)紅光(guang)(guang)是(shi)否與光(guang)(guang)具(ju)座(zuo)導(dao)(dao)軌(gui)頂面平行，并處(chu)于(yu)光(guang)(guang)具(ju)座(zuo)兩條導(dao)(dao)軌(gui)間的中心線(xian)上，如出現偏差，可以通過6個緊固(gu)螺釘進行調(diao)整。調(diao)整好(hao)后注意再(zai)檢查(cha)一遍所(suo)有(you)緊固(gu)螺釘是(shi)否已經完全擰緊。

2、調整輸出鏡（輸出介質膜片）位置

調整輸出鏡前，應將裝有YAG棒的(de)聚光腔拿開(kai)，以免因光路中(zhong)YAG棒的(de)折射偏差影響調整的(de)準(zhun)確性。

輸出介質膜(mo)片(pian)的(de)(de)(de)準(zhun)確(que)(que)位(wei)(wei)置應(ying)該是(shi)使(shi)紅光位(wei)(wei)于其中心(xin)位(wei)(wei)置并能將紅光完(wan)全反射回紅光的(de)(de)(de)出射孔(kong)，否則應(ying)通過膜(mo)片(pian)架的(de)(de)(de)旋鈕進行仔細(xi)調(diao)整(zheng)。注意(yi)調(diao)整(zheng)完(wan)后應(ying)將膜(mo)片(pian)架調(diao)節旋鈕上的(de)(de)(de)鎖緊(jin)圈(quan)完(wan)全鎖緊(jin)，確(que)(que)保(bao)其位(wei)(wei)置的(de)(de)(de)穩定性，然后再一次(ci)檢查其反射光的(de)(de)(de)位(wei)(wei)置是(shi)否保(bao)持在原位(wei)(wei)。

3、檢查YAG棒的安裝位置

用(yong)透(tou)明膠紙(zhi)分別貼在(zai)YAG棒套的(de)(de)兩端，觀察(cha)紅光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)斑是否在(zai)兩個棒套管(guan)的(de)(de)正中(zhong)間位(wei)置，如有偏差(cha)，應通過調整聚光(guang)(guang)(guang)腔的(de)(de)位(wei)置加以修正。然后觀察(cha)YAG棒的(de)(de)反(fan)射(she)(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)位(wei)置，應與紅光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)出(chu)射(she)(she)(she)(she)孔重(zhong)合，否則在(zai)兼(jian)顧紅光(guang)(guang)(guang)盡可能(neng)保持在(zai)棒套管(guan)中(zhong)心位(wei)置的(de)(de)前(qian)提下調整聚光(guang)(guang)(guang)腔的(de)(de)位(wei)置，使(shi)反(fan)射(she)(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)盡量與出(chu)射(she)(she)(she)(she)孔靠(kao)攏，至(zhi)少應保證(zheng)調整到(dao)與出(chu)射(she)(she)(she)(she)孔的(de)(de)偏差(cha)小于(yu)1mm。

4、調整全反鏡（全反介質膜片）位置

第一步：檢查紅光(guang)是(shi)否在(zai)(zai)介質(zhi)(zhi)膜片的中間位置，否則應調整介質(zhi)(zhi)膜片架的安裝位置使紅光(guang)在(zai)(zai)介質(zhi)(zhi)膜片的中心。

第二步：粗調介質膜片架旋鈕，使紅光反(fan)射(she)回出射(she)孔。

第三步：開(kai)啟(qi)激(ji)光，200A左(zuo)(zuo)右，脈(mo)寬調整到約2ms，重復頻率調整到0Hz，踩一(yi)下(xia)腳踏開(kai)關使脈(mo)沖氙燈(deng)閃光，此時(shi)用完全暴光的全黑像(xiang)紙(zhi)放在輸出(chu)(chu)鏡前，可以(yi)觀察到有激(ji)光輸出(chu)(chu)，反復調整膜片架(jia)的兩個(ge)旋(xuan)鈕(niu)，使輸出(chu)(chu)光斑最圓且均勻，然后逐漸(jian)降低電流至120A左(zuo)(zuo)右，進(jin)一(yi)步反復仔(zi)細地微(wei)調旋(xuan)鈕(niu)，盡可能使打(da)到像(xiang)紙(zhi)上(shang)的光斑最圓且最強(qiang)部分(fen)集中(zhong)在光斑中(zhong)心。

第(di)四步：檢(jian)查激光(guang)(guang)(guang)(guang)是(shi)否與紅光(guang)(guang)(guang)(guang)重合(he)(he)(he)，將像(xiang)紙(zhi)固定在激光(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)鏡的(de)前端并(bing)盡量(liang)遠離輸出(chu)鏡的(de)位(wei)置，發出(chu)一個激光(guang)(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖，觀察(cha)像(xiang)紙(zhi)上的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)中(zhong)心(xin)是(shi)否與紅光(guang)(guang)(guang)(guang)中(zhong)心(xin)重合(he)(he)(he)，如不重合(he)(he)(he)，可以(yi)微調(diao)輸出(chu)鏡和全(quan)反鏡，使光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)與紅光(guang)(guang)(guang)(guang)重合(he)(he)(he)，然后再將像(xiang)紙(zhi)固定在離激光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)輸出(chu)鏡800~1000mm的(de)地(di)方(fang)，再次檢(jian)查光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)是(shi)否與紅光(guang)(guang)(guang)(guang)重合(he)(he)(he)。如能較(jiao)好地(di)重合(he)(he)(he)，激光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)即調(diao)整到了(le)最佳(jia)狀態。

第五(wu)步：鎖緊各(ge)個(ge)調節(jie)旋(xuan)鈕(niu)，再一次檢查像紙上(shang)的光(guang)斑是否(fou)良好，并與紅光(guang)同軸。否(fou)則應重(zhong)新調整。

5、檢查光閘的位置

人工(gong)旋轉(zhuan)反射鏡片(pian)支架，將光(guang)(guang)閘(zha)推至(zhi)擋光(guang)(guang)位(wei)置，觀察紅(hong)光(guang)(guang)是否在(zai)鏡片(pian)的(de)中間，其反射光(guang)(guang)是否位(wei)于光(guang)(guang)束終止器中心(xin)的(de)吸收錐(zhui)體(ti)上，如位(wei)置不正確可稍加調整，最后，應(ying)特別注意仔細檢查一下光(guang)(guang)閘(zha)反射鏡片(pian)是否清潔(jie)，受污染的(de)鏡片(pian)在(zai)使用中很快會炸裂。

激(ji)光(guang)焊接時熔(rong)池(chi)的熔(rong)探和(he)形狀除了與材料本身的熱物理性質(zhi)有關外(wai)，主要受激(ji)光(guang)光(guang)斑性質(zhi)、功率密度、焊接速度，以及保護氣體等(deng)因素影(ying)響。