浅谈激光焊点的特点及应用介绍

浅谈激光焊点的特点及应用介绍

浅谈激光焊点的特点及应用介绍：

激光焊点表面存在金属堆积，焊点中心则呈现不同程度的下塌，这主要是由于金属来不及回填产生的当激光功率达到一定值时，熔池中的液态金属急剧蒸发形成匙孔，并产生一个反冲力，把液态金属推向熔池的边缘，堆积在焊点周围。当激光停止作用时，金属不再蒸发，反冲力消失，堆积的金属重力的作用下重填匙孔，同时液态金属冷却凝固。如果金属没有完全回填匙孔的情况下凝固，就会在焊点表面形成下塌。

相对于连续焊来说，由于激光点焊加热时间短，金属冷却凝固速度很快，所以下塌现象更明显。另外，点焊过程中还存在着金属损失，这种损失一方面是由于激光点焊时金属急剧蒸发，另一方面是金属蒸发时产生的反冲压力造成金属飞溅。未熔透情况下焊点表面均无下塌现象，且功率变化对熔深的影响较大。焊点完全熔透，此时表面出现明显下塌，甚至在焊点的表面中心形成凹坑，激光功率越大，凹坑现象越明显。气孔现象要比熔透情况下明显。气孔位置一般出现在熔合面附近，这可能是由于激光功率较小时熔池的搅动不够剧烈，熔池中的气泡无法很快的上浮，从而形成气孔。

离焦量的变化直接改变了光斑直径与能量密度的大小，离焦量向负方向和正方向增大时，都意味着光斑直径的增大和能量密度的减小。激光点焊过程中，光斑直径与激光入射在试件上所形成的初始匙孔大小存在一定的对应关系，而能量密度则决定了熔池的扩展速度。当离焦量绝对值较小时，激光光斑直径小，激光功率密度大，焊点熔池扩展的速度较快，但初始匙孔的直径小；相反情况下，离焦量较大，初始匙孔的直径大，但是熔池扩展速度变慢，得到焊点尺寸不一定很大，故在离焦量的变化过程当中光斑直径和焊点表面功率密度的综合作用决定了焊点尺寸的大小。

激光点焊具有的特性：

1随着激光功率的增加，焊点表面直径出现上下波动，熔合面直径和下表面直径增长缓慢。焊点截面形态的变化不明显。而随着持续时间的增加，焊点尺寸增长很快，熔合面直径的变化速率要大于上下表面直径的变化速率。离焦量的变化对焊点尺寸的影响很大。直接改变了光斑直径和激光功率密度，这两者的综合作用决定焊点尺寸的大小。

2熔透情况下，激光点焊的焊点表面存在明显的下塌。随着激光功率和持续时间的增加，焊点表面的下塌深度增大，持续时间或者间隙尺寸较大的情况下，下表面还会出现内凹。

3随着间隙的增加，焊点整体变形，中心的下塌和内凹都很明显，且熔合面出现收缩现象，强度下降很快。目前在焊接电阻、电池及电子领域常用同时焊接两个点的工艺，通常采用两个激光光源设计。

离焦量就是焦点离作用物质间的距离，离焦量对对焊接质量的影响很大。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。离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。

离焦方式有两种：正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。按几何光学理论，当正负离焦平面与焊接平面距离相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。实验表明，激光加热50~200us材料开始熔化，形成液相金属并出现部分汽化，形成高压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。与此同时，高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。当负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强的熔化、汽化，使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中，当要求熔深较大时，采用负离焦；焊接薄材料时，宜用正离焦。