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激光焊接機的質(zhì)量參數(shù)對焊接性能的影響

發(fā)布時間:2022-06-30 | 關(guān)注:1269 | 來源:今日頭條

激光焊接機的質(zhì)量參數(shù)對焊接性能的影響


1.激光脈沖的能量


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(shù),它決定了激光器所能產(chǎn)生的最大能量,按照模具修復(fù)的用途來說,激光能量在70J以下已經(jīng)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?guī)砑す怆娫大w積和散熱器體積的不斷增大,降低了電源的使用效率。


2.激光束光斑直徑


激光光斑聚焦直徑:這是反映激光器設(shè)計性能的一個極為重要的參數(shù),單位是(mm),它決定了激光的功率密度和加工范圍。如果激光器的光學(xué)設(shè)計合理先進,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(fā)生器的一個嚴格的考驗。


國內(nèi)一般設(shè)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(shè)計并不嚴謹,激光在諧振腔里發(fā)散嚴重,導(dǎo)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(fā)散,令輸出的激光束不能呈規(guī)則的圓形,這就造成了激光實際照射區(qū)域過大,出現(xiàn)燒蝕焊縫的現(xiàn)象,即在焊縫的兩端出現(xiàn)不必要的激光照射而令焊縫兩端呈現(xiàn)凹陷,這種現(xiàn)象對于修補已經(jīng)拋光的模具影響尤為嚴重,有時甚至?xí)钅>邎髲U。


激光器設(shè)計精良,選料嚴格,精心調(diào)試,使其激光器輸出的光束光斑直徑能進行精密的監(jiān)控,使聚焦光斑的大小最小能達到0.2mm,并能在0.2mm和2mm的范圍里進行無級調(diào)節(jié),達到國際的先進水平。


3.激光脈沖的頻率


激光脈沖的頻率:這是反映激光器在一秒內(nèi)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(jīng)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。


4.激光的脈沖波形及被焊材料的相對光吸收率


激光的脈沖波形:對于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(dāng)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(jié)晶,形成與基體金屬一致的組織,才能形成高質(zhì)量的焊縫。


國內(nèi)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(yīng)多種模具材料的焊接,并且經(jīng)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(chǎn)生不同的焊接效果,并影響其熔深、焊接速度、結(jié)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。


5.節(jié)制特征:反饋節(jié)制方法、功率波形的抉擇


在抉擇激光功率波形時,一般來說,在輸入雷同的激光能量的條件下,脈寬越寬,焊斑越大;激光功率波形峰值功率越高,焊斑越深。

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