激光焊接工艺参数

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发布时间：2022-02-03 13:02
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【概要描述】激光焊接脉冲波形。激光脉冲波形是激光焊接，尤其是薄板焊接中的一个重要问题。当高强度激光束照射到材料表面时，金属表面60~98%的激光能量会被反射损失，反射率会随着表面温度的变化而变化。

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(1)功率密度。功率密度是激光加工中比较关键的参数之一。功率密度较高时，表层可在微秒时间内加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度有利于材料去除加工，如冲压、切割和雕刻。对于低功率密度，表层温度达到沸点需要几毫秒，表层汽化之前，底层达到熔点，容易形成良好的熔焊。因此，在导电激光焊接中，功率密度范围为104-106w/cm2。

(2)激光焊接脉冲波形。激光脉冲波形是激光焊接，尤其是薄板焊接中的一个重要问题。当高强度激光束照射到材料表面时，金属表面60~98%的激光能量会被反射损失，反射率会随着表面温度的变化而变化。在激光脉冲过程中，金属的反射率变化很大。

(3)激光焊接脉冲宽度。脉冲宽度是脉冲激光焊接的重要参数之一，它不仅是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备成本和体积的关键参数。

(4)散焦对焊接质量的影响。激光焊接通常需要一定的离焦量，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。在远离激光焦点的每个平面上，功率密度分布相对均匀。散焦有两种方式:正散焦和负散焦。工件上方的焦平面为正散焦，否则为负散焦。根据几何光学理论，当正负散焦平面与焊接平面之间的距离相等时，相应平面上的功率密度大致相同，但实际上获得的熔池形状是不同的。当散焦为负时，可以获得更大的穿透，这与熔池的形成过程有关。实验表明，被激光加热50~200us的材料开始熔化，形成液态金属并部分汽化，形成高压蒸汽，以极高的速度喷出，发出耀眼的白光。同时，高浓度蒸汽使液态金属向熔池边缘移动，在熔池中心形成凹陷。当发生负离焦时，材料的内部功率密度高于表面，容易形成更强的熔化和汽化，使光能更深地传输到材料内部。因此，在实际应用中，当要求穿透深度较大时，采用负散焦。焊接薄材料时，建议使用正散焦。

(5)激光焊接速度。激光焊接速度将影响单位时间的热量输入。如果焊接速度太慢，热量输入会太大，会导致工件烧穿。如果焊接速度太快，热量输入会太小，导致工件不完整。

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