激光焊接機的參數影響有哪些?

發布時間:2018-12-05 | 來源:中恒三禾激光焊接運營部


激光焊接機的質量產生直接影響的參數包括:激光脈沖的能量、激光束光斑直徑、激光的脈寬、激激光脈沖的頻率、光的脈沖波形、被焊材料的相對光吸收率、焊接速度、保護氣體、產品精度等。    
        激光光斑聚焦直徑     
        光斑聚焦直徑是反映激光器設計性能的一個極為重要的參數,單位是毫米(mm),它決定了激光焊接機激光功率密度和加工范圍。如果激光器的光學設計合理,激光能量集中,聚焦準確,能把激光光斑直徑控制在0.2mm-2mm的范圍,而能否把激光的聚焦直徑控制在0.2mm是對激光發生器的一個嚴格的考驗。國內一般設計的激光器,由于只想降低成本,因此,激光的器件加工簡陋,設計并不嚴謹,激光在諧振腔里發散嚴重,導致難以準確聚焦,其激光器輸出的激光光斑直徑根本達不到標稱的0.2mm,而只能最小達到0.5mm,而由于激光的發散,令輸出的激光束不能呈規則的圓形,這就造成了激光實際照射區域過大,出現燒蝕焊縫的現象,即在焊縫的兩端出現不必要的激光照射而令焊縫兩端呈現凹陷,這種現象對于修補已經拋光的模具影響尤為嚴重,有時甚至會令模具報廢。   
        激光焊接機激光脈沖的頻率     
        這是反映激光器在一秒內能打出多少個脈沖的能力,單位是(Hz)。首先需要說明的是,焊接金屬是使用激光的的能量,而在激光功率恒定的情況下,頻率越高,每個激光輸出的能量就越小,因此,我們需要在保證激光的能量足夠熔化金屬的情況下,考慮加工的速度,才能定出激光的輸出頻率。在激光修補磨具的場合,15Hz已經能滿足焊接的需要了,過高的頻率勢必造成激光的脈沖能量過低,從而造成焊接失敗。      
        激光脈沖的能量     
        是指單個激光脈沖能最大輸出的能量,單位是J(焦耳)。這是激光器的一個主要參數,它決定了激光焊接機激光器所能產生的最大能量,按照模具修復的用途來說,激光能量在100J以下已經能滿足任何場合的需要了,再大的能量也是白費,或根本用不上,而且帶來激光電源體積和散熱器體積的不斷增大,降低了電源的使用效率。     
        激光的脈沖波形     
        對于激光焊接機采用脈沖激光進行焊接的加工,激光脈沖波形在脈沖激光焊接中是一個重要的問題。當高強度的激光入射至材料的表面時,金屬表面會將60%~98%的激光能量反射掉,且反射率隨表面溫度變化。因此,不同的金屬對于激光的反射率和激光的利用率都不一樣,要進行有效的焊接就必須輸入不同波形的激光,這樣焊縫處的金屬組織才能在最佳的方式結晶,形成與基體金屬一致的組織,才能形成高質量的焊縫。國內一般的機器都采用廉價的單波形激光電源,因此,其焊接的柔性較低,難以適應多種模具材料的焊接,并且經常要進行返工,大大浪費了焊接材料的時間,并可能造成模具的報廢。不同的金屬材料表面對激光的反射和吸收程度差別很大,而同一束激光對不同的金屬會產生不同的焊接效果,并影響其熔深、激光焊接機焊接速度、結晶速度和硬度,因此單一的矩形波焊接并不能解決不同的模具金屬焊接的要求。

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