一、激光焊接機常用焊接參數

影響激光焊接(jie)質量的工藝參數較多，如功率(lv)密度(du)、激光脈(mo)沖波形(xing)、離焦量、焊接(jie)速度(du)和輔助吹保護氣(qi)等。

1、激光功率密度

功(gong)率(lv)密(mi)度(du)是激光加工中(zhong)(zhong)最關(guan)鍵(jian)的參數(shu)之(zhi)一(yi)。采用較高的功(gong)率(lv)密(mi)度(du)，在(zai)微秒(miao)時間范(fan)圍內，表層即可加熱至沸點，產生大量(liang)汽(qi)化。因此，高功(gong)率(lv)密(mi)度(du)對于(yu)材料(liao)去除加工，如(ru)打(da)孔、切割、雕刻十分有(you)利。對于(yu)較低(di)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)，表層溫度(du)達到(dao)沸點需要經歷數(shu)毫秒(miao)，在(zai)表層汽(qi)化前，底層達到(dao)熔(rong)點，易形成良(liang)好的熔(rong)融焊接。因此，在(zai)熱傳(chuan)導型激光焊接中(zhong)(zhong)，功(gong)率(lv)密(mi)度(du)范(fan)圍在(zai)104-106W/cm2。

2、激光脈沖波形

脈(mo)沖(chong)波形在焊(han)接中是一(yi)個重要問題，尤其對于(yu)薄片焊(han)接更為重要。當(dang)(dang)高強度激光(guang)(guang)束射至材料表(biao)面，材料表(biao)面將(jiang)會(hui)有(you)60～90%的激光(guang)(guang)能(neng)量反射而損失掉，尤其是金、銀(yin)、銅、鋁、鈦(tai)等材料反射強、傳熱快(kuai)。一(yi)個激光(guang)(guang)脈(mo)沖(chong)訊號(hao)過程(cheng)中，金屬的反射率隨時(shi)間(jian)而變化(hua)。當(dang)(dang)材料表(biao)面溫度升高到(dao)熔點時(shi)，反射率會(hui)迅速下降，當(dang)(dang)表(biao)面處于(yu)熔化(hua)狀態時(shi)，反射穩定于(yu)某一(yi)值。

3、激光脈沖寬度

脈(mo)(mo)(mo)(mo)寬(kuan)(kuan)是脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)參(can)數(shu)(shu)之一(yi)，它既是區別于(yu)材料(liao)去除和材料(liao)熔(rong)(rong)化的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)參(can)數(shu)(shu)，也是決定(ding)加工設備造(zao)價及(ji)體積的(de)(de)(de)關鍵(jian)參(can)數(shu)(shu)。脈(mo)(mo)(mo)(mo)寬(kuan)(kuan)由熔(rong)(rong)深與(yu)熱(re)影(ying)響分區確定(ding)，脈(mo)(mo)(mo)(mo)寬(kuan)(kuan)越長熱(re)影(ying)響區越大(da)(da)，熔(rong)(rong)深隨脈(mo)(mo)(mo)(mo)寬(kuan)(kuan)的(de)(de)(de)1/2次方(fang)增加。但脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖寬(kuan)(kuan)度(du)的(de)(de)(de)增大(da)(da)會降(jiang)低(di)峰(feng)值(zhi)功率(lv)(lv)，因(yin)此增加脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖寬(kuan)(kuan)度(du)一(yi)般用于(yu)熱(re)傳導(dao)焊(han)接(jie)方(fang)式，形成的(de)(de)(de)焊(han)縫尺寸寬(kuan)(kuan)而淺，尤其(qi)適合薄板和厚板的(de)(de)(de)搭接(jie)焊(han)。但是，較低(di)的(de)(de)(de)峰(feng)值(zhi)功率(lv)(lv)會導(dao)致(zhi)多余的(de)(de)(de)熱(re)輸入，每(mei)種材料(liao)都有一(yi)個(ge)可使熔(rong)(rong)深達到最大(da)(da)的(de)(de)(de)最佳脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖寬(kuan)(kuan)度(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(zhong)：正(zheng)離焦(jiao)(jiao)與(yu)負(fu)離焦(jiao)(jiao)。焦(jiao)(jiao)平(ping)面位于工(gong)件(jian)上方(fang)為正(zheng)離焦(jiao)(jiao)，反之(zhi)為負(fu)離焦(jiao)(jiao)。按(an)幾(ji)何光學(xue)理(li)論，當(dang)正(zheng)負(fu)離焦(jiao)(jiao)平(ping)面與(yu)焊(han)接平(ping)面距(ju)離相(xiang)等時(shi)，所(suo)對(dui)應(ying)平(ping)面上的(de)功(gong)率(lv)密度近(jin)似(si)相(xiang)同，但實際上所(suo)獲(huo)得的(de)熔(rong)(rong)池形(xing)狀有(you)一定差(cha)異。負(fu)離焦(jiao)(jiao)時(shi)，可(ke)獲(huo)得更大的(de)熔(rong)(rong)深，這與(yu)熔(rong)(rong)池的(de)形(xing)成過程有(you)關。

5、焊接速度

焊接速(su)度(du)決定了焊接表面(mian)質量、熔深(shen)、熱影響區等。焊接速(su)度(du)的(de)(de)快(kuai)慢會影響單(dan)位時間內的(de)(de)熱輸(shu)(shu)入(ru)量，焊接速(su)度(du)過慢，則熱輸(shu)(shu)入(ru)量過大，導致工(gong)件(jian)燒穿，焊接速(su)度(du)過快(kuai)，則熱輸(shu)(shu)入(ru)量過小，造成工(gong)件(jian)焊不透。通(tong)常采(cai)用降低焊接速(su)度(du)的(de)(de)方法來改善熔深(shen)。

6、輔助吹保護氣

輔(fu)助(zhu)吹(chui)(chui)保護氣(qi)(qi)在高功率(lv)激(ji)光焊(han)(han)接(jie)中(zhong)是必不可少的(de)(de)一道工(gong)序。一方面是為(wei)了(le)防止(zhi)金(jin)屬材(cai)料濺射(she)而(er)污染聚焦(jiao)鏡；另(ling)一方面是為(wei)了(le)防止(zhi)焊(han)(han)接(jie)過程中(zhong)產生的(de)(de)等(deng)離子體過多(duo)聚焦(jiao)，阻擋激(ji)光到(dao)達材(cai)料表(biao)面。激(ji)光焊(han)(han)接(jie)過程常使(shi)用氦(hai)、氬、氮等(deng)氣(qi)(qi)體保護熔池，使(shi)工(gong)件在焊(han)(han)接(jie)工(gong)程中(zhong)免受氧化。保護氣(qi)(qi)體種類和氣(qi)(qi)流大(da)(da)小、吹(chui)(chui)氣(qi)(qi)角度等(deng)因素對(dui)焊(han)(han)接(jie)結果有較大(da)(da)影響(xiang)，不同的(de)(de)吹(chui)(chui)氣(qi)(qi)方法也會對(dui)焊(han)(han)接(jie)質量(liang)產生一定的(de)(de)影響(xiang)。

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二、激光焊接機怎么調焦點

激(ji)光(guang)焊接(jie)機聚焦(jiao)的(de)激(ji)光(guang)束在(zai)焦(jiao)點附近有一(yi)個束腰(yao)，束腰(yao)的(de)最(zui)小(xiao)截面處是透(tou)鏡(jing)的(de)焦(jiao)平面，也就是最(zui)小(xiao)光(guang)斑的(de)所(suo)處位置。焦(jiao)深隨焦(jiao)數(shu)增加(jia)(jia)面增加(jia)(jia)。在(zai)焦(jiao)深范圍內，功率密度變(bian)化較(jiao)小(xiao)。

激光焊接機怎么調焦點，重點提示如果沒有經過(guo)專門的技術培訓，請不(bu)要進行(xing)下列(lie)操作，因為激(ji)光(guang)焊接(jie)機激(ji)光(guang)器(qi)以及焦點的調整(zheng)必須由經過(guo)專門培訓的人員進行(xing)，否則會(hui)因激(ji)光(guang)器(qi)失調或調偏造(zao)成(cheng)光(guang)路上其它組件的損壞(huai)。

1、檢查基準光源

紅色的半導體激光(guang)是整個光(guang)路的基準，必(bi)須(xu)首(shou)先確保其準確性(xing)。用一個簡易的高度規檢查紅光(guang)是否(fou)與光(guang)具座(zuo)導軌(gui)(gui)頂面平行，并處于(yu)光(guang)具座(zuo)兩條導軌(gui)(gui)間的中心線上，如出現偏(pian)差，可(ke)以(yi)通過6個緊(jin)固(gu)螺(luo)(luo)釘(ding)(ding)進行調整。調整好后注(zhu)意(yi)再檢查一遍所有緊(jin)固(gu)螺(luo)(luo)釘(ding)(ding)是否(fou)已經完全(quan)擰緊(jin)。

2、調整輸出鏡（輸出介質膜片）位置

調整(zheng)輸(shu)出(chu)鏡前，應將裝有YAG棒(bang)的(de)聚光腔拿開，以免因(yin)光路中YAG棒(bang)的(de)折射偏差影(ying)響調整(zheng)的(de)準確(que)性。

輸出介質膜(mo)片的(de)準確(que)位置應(ying)(ying)該是(shi)使紅(hong)光位于其(qi)中心位置并(bing)能將紅(hong)光完(wan)(wan)(wan)全反射回紅(hong)光的(de)出射孔(kong)，否則應(ying)(ying)通過(guo)膜(mo)片架的(de)旋鈕(niu)進行仔細(xi)調(diao)整。注意調(diao)整完(wan)(wan)(wan)后應(ying)(ying)將膜(mo)片架調(diao)節(jie)旋鈕(niu)上(shang)的(de)鎖(suo)(suo)緊圈完(wan)(wan)(wan)全鎖(suo)(suo)緊，確(que)保其(qi)位置的(de)穩(wen)定性，然后再一次檢(jian)查其(qi)反射光的(de)位置是(shi)否保持在原位。

3、檢查YAG棒的安裝位置

用透(tou)明膠紙分別貼在(zai)(zai)YAG棒套的兩(liang)端，觀(guan)察紅光(guang)光(guang)斑是否(fou)在(zai)(zai)兩(liang)個(ge)棒套管的正中(zhong)間位(wei)(wei)置(zhi)，如有偏差，應(ying)(ying)(ying)通過調整聚光(guang)腔的位(wei)(wei)置(zhi)加以修(xiu)正。然后(hou)觀(guan)察YAG棒的反射光(guang)位(wei)(wei)置(zhi)，應(ying)(ying)(ying)與(yu)紅光(guang)的出(chu)射孔(kong)(kong)重合，否(fou)則在(zai)(zai)兼顧紅光(guang)盡(jin)可(ke)能保持在(zai)(zai)棒套管中(zhong)心位(wei)(wei)置(zhi)的前(qian)提下調整聚光(guang)腔的位(wei)(wei)置(zhi)，使反射光(guang)盡(jin)量與(yu)出(chu)射孔(kong)(kong)靠攏，至少應(ying)(ying)(ying)保證調整到與(yu)出(chu)射孔(kong)(kong)的偏差小于(yu)1mm。

4、調整全反鏡（全反介質膜片）位置

第一步：檢查紅光(guang)是否(fou)在(zai)(zai)介質膜(mo)(mo)片(pian)(pian)的(de)中間(jian)位置(zhi)，否(fou)則應調整介質膜(mo)(mo)片(pian)(pian)架的(de)安(an)裝位置(zhi)使紅光(guang)在(zai)(zai)介質膜(mo)(mo)片(pian)(pian)的(de)中心。

第二步：粗調介質膜片架旋鈕，使紅光反射回出射孔。

第三步(bu)(bu)：開(kai)啟激(ji)光(guang)(guang)，200A左右(you)，脈(mo)寬調整(zheng)到(dao)約(yue)2ms，重復(fu)頻率調整(zheng)到(dao)0Hz，踩一下腳踏開(kai)關使(shi)脈(mo)沖氙燈(deng)閃光(guang)(guang)，此時用完全暴光(guang)(guang)的全黑像(xiang)紙(zhi)放(fang)在輸(shu)(shu)出(chu)(chu)鏡前，可以觀察到(dao)有激(ji)光(guang)(guang)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)，反(fan)復(fu)調整(zheng)膜片架(jia)的兩個旋(xuan)鈕(niu)，使(shi)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)光(guang)(guang)斑(ban)最(zui)圓且(qie)均(jun)勻，然后逐漸降(jiang)低(di)電流(liu)至120A左右(you)，進(jin)一步(bu)(bu)反(fan)復(fu)仔細地微調旋(xuan)鈕(niu)，盡可能使(shi)打到(dao)像(xiang)紙(zhi)上(shang)的光(guang)(guang)斑(ban)最(zui)圓且(qie)最(zui)強(qiang)部(bu)分集中在光(guang)(guang)斑(ban)中心。

第四步：檢查激光(guang)是否(fou)與(yu)(yu)紅(hong)光(guang)重(zhong)(zhong)合(he)，將像紙(zhi)固定在激光(guang)輸出(chu)(chu)鏡的(de)(de)前端并盡量遠離輸出(chu)(chu)鏡的(de)(de)位置，發出(chu)(chu)一個激光(guang)脈沖，觀察(cha)像紙(zhi)上的(de)(de)光(guang)斑(ban)中(zhong)心(xin)是否(fou)與(yu)(yu)紅(hong)光(guang)中(zhong)心(xin)重(zhong)(zhong)合(he)，如(ru)(ru)不重(zhong)(zhong)合(he)，可以(yi)微調輸出(chu)(chu)鏡和全反鏡，使光(guang)斑(ban)與(yu)(yu)紅(hong)光(guang)重(zhong)(zhong)合(he)，然后再將像紙(zhi)固定在離激光(guang)器輸出(chu)(chu)鏡800~1000mm的(de)(de)地(di)方，再次檢查光(guang)斑(ban)是否(fou)與(yu)(yu)紅(hong)光(guang)重(zhong)(zhong)合(he)。如(ru)(ru)能較好地(di)重(zhong)(zhong)合(he)，激光(guang)器即調整到了最佳狀態。

第五(wu)步：鎖緊各(ge)個調(diao)節旋鈕，再一次檢查像紙上(shang)的光(guang)斑是否良(liang)好，并與紅(hong)光(guang)同軸。否則應重新調(diao)整。

5、檢查光閘的位置

人(ren)工旋(xuan)轉(zhuan)反射(she)鏡(jing)片(pian)支架，將光(guang)(guang)閘推至(zhi)擋光(guang)(guang)位置(zhi)，觀察紅光(guang)(guang)是否(fou)(fou)在鏡(jing)片(pian)的(de)中(zhong)間(jian)，其反射(she)光(guang)(guang)是否(fou)(fou)位于光(guang)(guang)束終(zhong)止(zhi)器中(zhong)心(xin)的(de)吸收錐體上，如(ru)位置(zhi)不正確(que)可稍(shao)加調整，最后，應特別注意仔細檢查一下光(guang)(guang)閘反射(she)鏡(jing)片(pian)是否(fou)(fou)清潔，受污染的(de)鏡(jing)片(pian)在使(shi)用中(zhong)很快會(hui)炸裂。

激光(guang)焊(han)(han)接(jie)(jie)時熔池的(de)(de)熔探和形狀(zhuang)除了與材料本身(shen)的(de)(de)熱物理(li)性質(zhi)有關(guan)外，主(zhu)要受激光(guang)光(guang)斑性質(zhi)、功率密度、焊(han)(han)接(jie)(jie)速度，以及保護(hu)氣體等因素影(ying)響。