YAG激光焊接的特点
yag脉冲激光焊接深度
yag脉冲激光焊接深度1. 引言随着制造业的发展，激光焊接作为一种高效、精准的焊接方法，被广泛应用于不同行业和领域。
其中，yag脉冲激光焊接因其高功率、高能量密度、小热残余等优点而备受关注。
本文将深入探讨yag脉冲激光焊接的深度问题，包括焊接深度的影响因素、测量方法以及相关研究进展。
2. 影响焊接深度的因素2.1 材料特性焊接深度受到材料的特性影响，包括材料的热导率、光吸收系数、热膨胀系数等。
通常情况下，热导率较高、光吸收系数较大的材料更容易实现较大的焊接深度。
2.2 激光参数激光参数也是影响焊接深度的重要因素。
包括激光功率、脉冲宽度、脉冲频率等。
较高的激光功率和合适的脉冲宽度能够提供足够的热能，从而实现较大的焊接深度。
而脉冲频率的选择则需要在焊接深度和焊接速度之间进行权衡。
2.3 焊接过程参数除了激光参数，焊接过程中的一些参数也会对焊接深度产生影响。
例如焊接速度、焊接角度、保护气体流量等。
合适的焊接速度能够实现较大的焊接深度，而较大的焊接角度则有利于提高焊接质量。
保护气体的流量和气体成分的选择也会对焊接深度和焊接质量产生一定影响。
3. 焊接深度的测量方法3.1 激光功率-焊接深度法激光功率-焊接深度法是一种常用的测量方法。
通过固定其他焊接参数，改变激光功率，测量不同激光功率下的焊接深度，然后根据实验数据拟合出激光功率与焊接深度之间的关系。
3.2 电阻测量法电阻测量法是另一种常用的测量方法。
首先在焊接前后测量焊接材料的电阻，然后根据焊接深度和电阻变化量的关系，计算出焊接深度。
3.3 金相显微镜观察法金相显微镜观察法是一种直接观察焊缝断面的方法。
通过金相显微镜观察焊接材料的焊缝断面形貌，可以直观地判断焊接深度的情况。
3.4 焊接深度传感器法焊接深度传感器法是一种实时测量焊接深度的方法。
通过在激光焊接头部安装深度传感器，可以实时测量焊接深度，并将数据反馈给控制系统，实现焊接过程的自动化控制。
4. 相关研究进展在对yag脉冲激光焊接深度的研究中，学术界已经取得了一定的进展。
激光焊接激光器类型特点和工作原理
激光焊接激光器类型特点和工作原理首先了解两种激光器的基本特点：我们都知道，不论是C02气体激光器，还是YAG固相激光器产生的激光都是肉眼不可见的红外光，两种不同激光器具有不同的特点，具体如下：1）波长不同YAG固相激光器产生的光束主要是近红外光，波长为1.06微米，热导体对这种波长的光吸收率较高，大部分金属反射率为20%〜30%o只要使用标准的光镜就能使近红外波段的光束聚焦为直径0.25mm oC02气体激光器产生的光束主要为远红外光，波长为10.6微米，大部分金属对这种光的反射率达到80%~90%,需要特别的光镜把光束聚焦成直径为0.75-0.1mm o2）功率不同YAG固相激光器产生的光束功率一般能达到4000~6OOOW左右，现在最大功率已达到10OOOW0C02气体激光器产生的光束功率却能轻易达到20OOOW甚至更大。
3）发射模式不同YAG固相激光器产生的光束发射模式通常是脉冲式的，用于脉冲激光焊接，一般是脉冲激光焊机。
脉冲YAG激光焊机主要用于Imm厚度以内薄壁金属材料的点焊和缝焊,焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，再通过热传导向材料内部扩散，通过控制激光脉冲的波形、宽度、峰值功率和重复频率等参数，使工件之间形成良好的连接。
C02气体激光器产生的光束发射模式通常是连续式的，用于连续激光焊接，一般是连续激光焊机。
连续C02激光焊机大部分都是高功率激光器，功率在500瓦以上，一般Imm以上的板材都应该使用这种激光器。
其焊接机理是基于小孔效应的深熔焊，深宽比大，可达到5:1以上，焊接速度快，热变形小。
4）应用场景不同脉冲YAG激光焊机在3C产品外壳、锂电池、电子元器件、模具补焊等行业有着大量的应用，最大的优点是工件整体温升很小，热影响范围小，工件变形小。
连续CO2激光在机械、汽车、船舶等行业有着广泛的应用，还有一部分小功率连续激光器，功率在几十到几百瓦之间，在塑料焊接及激光钎焊行业使用得较多。
激光焊接的特点【详解】
激光焊接原理及特点，你了解多少呢？一、激光焊原理激光焊接采用激光作为焊接热源，机器人作为运动系统。
激光热源的特殊优势在于，它有着超乎寻常的加热能力，能把大量的能量集中在很小的作用点上，所以具有能量密度高、加热集中、焊接速度快及焊接变形小等特点，可实现薄板的快速连接。
当激光光斑上的功率密度足够大( >106 W/ cm2 )时，金属在激光的照射下迅速加热，其表面温度在极短的时间内升高至沸点，金属发生气化。
金属蒸气以一定的速度离开金属熔池的表面，产生一个附加应力反作用于熔化的金属，使其向下凹陷，在激光斑下产生一个小凹坑。
随着加热过程的进行，激光可以直接射入坑底，形成一个细长的“小孔”。
当金属蒸气的反冲压力与液态金属的表面张力和重力平衡后，小孔不再继续深入。
光斑密度很大时，所产生的小孔将贯穿于整个板厚，形成深穿透焊缝。
小孔随着光束相对于工件而沿着焊接方向前进。
金属在小孔前方熔化，绕过小孔流向后方，重新凝固形成的焊缝。
二、激光焊接方法的特点激光焊接方法具有如下特点：1、能量密度高、适合于高速焊接。
2、焊接时间短、材料本身的热变形及热影响区小，尤其适合高熔点、高硬度加工。
3、无电极、工具等的磨损消耗。
4、对环境无污染。
5、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。
6、很容易改变激光输出焦距及焊点位置。
7、很容易搭载到机器人装置上。
激光复合焊接技术具有显著的优点。
对于激光复合焊接，优点主要体现在：无烧穿时焊缝背面下垂的现象，适用范围更广三、激光- 电弧复合热源焊接的主要形式1、激光- TIG 复合焊接激光与TIG 复合焊接的特点是：(1)利用电弧增强激光作用，可用小功率激光器代替大功率激光器焊接金属材料。
(2)在焊接薄件时可高速焊接。
(3)可增加熔深，改善焊缝成形，获得优质焊接接头。
(4)可以缓和母材端面接口精度要求。
2、激光- 等离子弧复合焊接激光等离子复合焊接采用同轴方式。
YAG激光焊接机
YAG激光焊接机
YAG激光焊接原理
激光焊接机的工作是应用高能脉冲激光来实现。
脉冲氙灯作为泵浦源，激光电源先把脉冲氙灯点着，通过激光电源对氙灯脉冲放电，形成一定频率和脉宽的光波。
光波经过激光聚光腔照射到Nd：YAG激光晶体上，使晶体受激辐射，再经过激光谐振腔谐振之后，发出波长为1064nm 的脉冲激光。
该脉冲激光经过扩束、反射、（或经光纤传输）聚焦于所要焊接的物体上。
在PLC或工业PC机的控制下，移动数控工作台，从而完成焊接。
YAG激光焊接特点
激光焊接是一种新型的焊接方式，主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，其主要特点有：
▲具有高的深宽比，焊接宽度小，热影响区小，变形小，焊接速度快
▲焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理工序
▲焊缝质量高，无气孔，可减少和优化母材杂质，组织焊后可细化，焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母材金属
▲精确控制，聚焦光点小，可高精度定位，易实现自动化。
可实现某些异种材料间的焊接
可焊接材料及行业应用
激光焊接应用于不锈钢、铝、铜、金、银、钛、镍、锡、锌、铬、铌等多种金属及其合金，及钢、可伐合金等合金的同种材料间的焊接，也可应用于铜-镍、镍-钛、铜-钛、钛-钼、黄铜-铜、低碳钢-铜等多种异种金属间的焊接。
广泛应用于手机通讯、电子元件、眼镜钟表、首饰饰品、工艺礼品、汽车配件、五金制品、精密器械、医疗器械、模具修补等行业。
YAG激光焊接机技术参数
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塑料激光焊接的工艺要求
塑料激光焊接的工艺要求1．激光的波长在金属材料的激光焊接工艺中，一般采纳YAG或者CO2激光作为光源，塑料焊接也不例外。
随着半导体材料工业的快速进展，半导体激光作为光源也渐渐得到了应用。
三者之中，由于易于获得较大功率，前两者在传统的材料加工工业中的使用较为普遍；而由于塑料激光焊接对光源功率大小要求不高，但对可控性和易操作性要求较高，因此半导体激光在塑料焊接中也很有用武之地。
CO2、Nd:YAG和半导体激光三种光源的波长、最大功率、最小聚焦直径等参数的典型值如下所列：1．CO2激光：波长较长，为10.6微米，属远红外波段，一般情况下塑料材料对这一波长的汲取情况好。
目前最大输出功率达50kW，转化效率约10％，最小聚焦直径约0.2～0.7mm。
焊接塑料时热作用区深度较深，适合于需要焊接较厚的塑料材料。
CO2激光不能用光纤传输，只能$X透镜反射镜构成的光学系统来构建刚性传输光路，从而影响激光头的操作性。
2．Nd:YAG激光：波长较短，为1.06微米，属近红外区波长，不易被塑料汲取。
最大输出功率6kW，转化效率为3％，最小聚焦直径0.1～0.5mm。
Nd:YAG激光的特点是聚焦区域小，可以便利地通过光纤传输来构建光路，可将激光头装到机器人手臂上，实现焊接过程的数控和精密自动化；另一方面可以较好地透过上层的待焊接材料，到达下层待焊接材料或者中心层而被汲取，从而实现焊接。
3．半导体激光：波长0.8～1.0微米，最大输出功率6kW，转化效率30％，最小聚焦直径0.5mm。
由于其输出输出功率较小，适用于焊接激光功率要求较低的场合,如小型塑料器件的精密焊接。
半导体激光能量转化效率高,易于实现激光器的小型化和便携化。
2．塑料材料能够被激光焊接的塑料均属于热塑性塑料。
理论上，全部热塑性塑料都能够被激光焊接。
塑料激光焊接技术对被焊接塑料的要求为：在热作用区内的材料，要求对激光光波的汲取性好；不属于热作用区部分的材料，则要求对光波的透过性好，尤其在对两件薄塑料件进行叠焊时更是如此。
激光焊的特点及其应用
激光焊的特点及其应用一、激光焊的特点1、优点激光焊是以高能量密度激光束作为热源的熔焊方法。
采用激光焊，不仅生产率高于彳专统的焊接方法，而且焊接质量也得到显著提高。
与一般焊接方法相比，激光焊具有以下特点。
1）聚焦激光束具有很高的功率密度（105~107W∕cm2或更高），加热速度快，具有高深宽比（在穿孔焊接的情况下，焊缝深度与宽度之比可以达到10:1）,焊接速度快特点，可实现深熔焊和高速焊。
激光焊接可以实现电脑或者数位控制，焊接速度相比传统焊接要快3-5倍，可明显提高焊接效率，提升整体制造效率。
2）焊缝平整美观，焊后无需处理或只需简单处理工序，同时焊缝质量高，无气孔，焊后组织可细化，焊缝强度、韧性相当于甚至超过母材金属。
4）激光加热范围小（＜1mm）,在同等功率和焊件厚度条件下，可将热量输入减少到最小所需量，热影响区变化范围小，热传导引起的变形也最低。
5）激光能发射、透射，能在空间传播相当距离而衰减很小，通过光导纤维、棱镜等光学方法弯曲传输、偏转、聚焦，并精确控制，聚焦光点小，可高精度定位，易实现自动化，特别适合于微型零件、难以接近的部位或远距离的焊接。
6）激光在大气中损耗不大，可以穿过玻璃等透明物体，适合于在玻璃制成的密封容器里焊接被合金等剧毒材料，同时激光不受电磁场影响，不存在射线防护，也不需要真空保护。
7）可焊接某些异种材料和一般焊接方法难以焊接的材料，如高熔点金属、非金属材料（如陶瓷、有机玻璃等）、对热输入敏感的材料都可激光焊，且焊后无需热处理。
8）激光焊接技术属于非接触式焊接，焊接方式不同于传统焊接，无需使用电极，对机具的损耗和形变影响非常少，能够将热入量很大限度的降低，降低因热传导产生的不利影响发生率。
2.局限性1）由于光束质量和激光功率的限制，激光束的穿透深度有限，高功率、高光束质量的激光器加工成本高，激光器特别是高功率连续激光器，价格昂贵，目前工业用激光器的最大功率为20kW,可焊接的最大厚度约20mm,比电子束焊小得多。
激光焊接的特点
一、激光焊接的主要特性激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。
20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。
由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。
高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。
获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。
与其它焊接技术相比，激光焊接的主要优点是：1、速度快、深度大、变形小。
2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。
例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。
4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。
5、可进行微型焊接。
激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。
尤其是近几年来，在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。
7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。
但是，激光焊接也存在着一定的局限性：1、要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。
这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小，焊缝窄，为加填充金属材料。
若工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺憾。
2、激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资较大。
二、激光焊接热传导激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，使金属熔化形成焊接。
在激光与金属的相互作用过程中，金属熔化仅为其中一种物理现象。
激光焊接工艺技术特点
激光焊接工艺技术特点及应用激光焊接工艺特点及其影响因素l、激光的投入能量密度。
调整激光照射能量密度的方法主要有：A、调整激光输出能量（调整激发电压）B、调整光斑大小（调节出射焦距）C、改变光斑中的能量分布（改变光纤类型：峰形输出型——GI型光纤、梯形输出型——SI型光纤）D、改变出射脉冲的宽度和波形2、材料反射率大多数金属在激光开始照射时，会将大部分激光能量反射掉，所以，焊接过程开始的瞬间，要相应提高光束的功率。
采用脉冲激光缝焊工艺时，可以通过接入引弧板来保证整个焊接段的品质一致性。
当金属表面开始熔化或汽化后，其反射率迅速降低。
影响材料对激光束吸收的主要因素1、温度室温时金属材料两激光的吸收率一般在20℃以下；当金属温度达到烙点产生熔融和气化后吸收率上升到40~50%；当接近沸点时吸收率可高达90%。
材料的直流电阻率材料对激光的吸收率与材料的直流电阻率的平方根成正比、与激光波长的平方根成反比关系。
2、激光束的入射角入射角越大，吸收率越小。
当激光垂直于金属表面照射时，金属对激光的吸收率最大。
但通常为了保护激光出射镜头，需要维持一定的入射角。
材料的表面状态为了低反射率，可在金属表面涂上薄薄一层金属粉，但两者必须是能够形成合金的。
如铜、金、银可覆盖薄锐层，此时在同样熔深的情况下，焊接所需的能量大约为原来铜、金、银所需的四分一。
3、聚焦性和离焦量品质优良的YAG激光焊接装置，其聚焦性（光斑大小）是通过装置本身的光路同轴精度、输出光纤和出射头的成像比等来保证。
以激光出射焦点正好落在工作上面时的位置为零。
离焦量是指焦点离开这个零点的距离量。
焦点位置超过零点位置时叫负离焦（焦点深入到工件内部），其距离值为负离焦量。
反之，焦点不到零点的距离数值为正离焦量。
要获得较大的熔深，可将焦点位置选择在工件内部某一位置上，即采用负离焦量进行焊接。
4、焊接的穿入深度脉冲激光焊接时，主要是以传热熔化方式进行的。
激光束本身对金属的直接穿入深度是有限的，其主要取决于材料的导温系数（导温系数大的则穿入深度大），而不是激光器的功率大小激光焊接工艺发布日期：2010-8-30 | 阅读次数：271一、激光焊接的工艺参数。
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YAG激光焊接机的工作原理
激光焊接是激光材料加工用的机器，又常称为激光焊机、镭射焊机，按其工作方式常可分为激光模具烧焊机（手动焊接机）、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机，光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。
20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。
由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。
高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。
获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。
激光焊接机的种类
激光焊接机又常称为激光焊机、雷射焊接机、镭射焊机、激光冷焊机、激光氩焊机、激光焊接设备等。
按其工作方式常可分为激光模具烧焊机（手动激光焊接设备）、自动激光焊接机、首饰激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机、振镜焊接机、手持式焊接机等，专用激光焊接设备有传感器焊机、矽钢片激光焊接设备、键盘激光焊接设备。
/goods/list_1_2.html 适用于珠宝首饰、电池镍带、集成电路引线、钟表游丝、显像管、电子枪组装、传感器、钨丝、大功率二极管(三极管)、铝合金、笔记本电脑外壳、手机电池、模具、电器配件、滤清器、油嘴、不锈钢制品、高尔夫球头、锌合金工艺品等焊接。
可焊接图形有：点、直线、圆、方形或由AUTOCAD软件绘制的任意平面图形。
激光焊接机的工作原理
激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池。
它是一种新型的焊接方式，主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理，焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化。
激光焊接机的种类
激光焊接机又常称为激光焊机、雷射焊接机、镭射焊机、激光冷焊机、激光氩焊机、激光焊接设备等。
按其工作方式常可分为激光模具烧焊机（手动激光焊接设备）、自动激光焊接机、首饰激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机、振镜焊接机、手持式焊接机等，专用激光焊接设备有传感器焊机、矽钢片激光焊接设备、键盘激光焊接设备。
/goods/list_1_2.html 适用于珠宝首饰、电池镍带、集成电路引线、钟表游丝、显像管、电子枪组装、传感器、钨丝、大功率二极管(三极管)、铝合金、笔记本电脑外壳、手机电池、模具、电器配件、滤清器、油嘴、不锈钢制品、高尔夫球头、锌合金工艺品等焊接。