激光脉冲波形在脉冲激光焊接中的影响
激光焊接的工艺参数及特性分析讲解
激光焊接的工艺参数及特性分析一、激光焊接的工艺参数：1、功率密度。
功率密度是激光加工中最关键的参数之一。
采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。
因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。
对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。
因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。
2、激光脉冲波形。
激光脉冲波形在激光焊接一、激光焊接的工艺参数：1、功率密度。
功率密度是激光加工中最关键的参数之一。
采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。
因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。
对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。
因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。
2、激光脉冲波形。
激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。
当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。
在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。
3、激光脉冲宽度。
脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。
4、离焦量对焊接质量的影响。
激光焊接通常需要一定的离焦，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，当正负离做文章一相等时，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问分汽化，形成市压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。
激光焊的主要工艺参数对焊接质量的影响
激光焊的主要⼯艺参数对焊接质量的影响激光焊的主要⼯艺参数对焊接质量的影响⼀、激光焊接原理激光焊接可以采⽤连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。
功率密度⼩于104~105W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度⼤于105~107W/cm2时，⾦属表⾯受热作⽤下凹成“孔⽳”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽⽐⼤的特点。
其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加⼯表⾯，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、峰功率和重复频率等激光参数，使⼯件熔化，形成特定的熔池。
⽤于齿轮焊接和冶⾦薄板焊接⽤的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。
下⾯重点介绍激光深熔焊接的原理。
激光深熔焊接⼀般采⽤连续激光光束完成材料的连接，其冶⾦物理过程与电⼦束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“⼩孔”（Key-hole）结构来完成的。
在⾜够⾼的功率密度激光照射下，材料产⽣蒸发并形成⼩孔。
这个充满蒸⽓的⼩孔犹如⼀个⿊体，⼏乎吸收全部的⼊射光束能量，孔腔内平衡温度达2500℃左右，热量从这个⾼温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的⾦属熔化。
⼩孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产⽣的⾼温蒸汽，⼩孔四壁包围着熔融⾦属，液态⾦属四周包围着固体材料（⽽在⼤多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量⾸先沉积于⼯件表⾯，然后靠传递输送到内部）。
孔壁外液体流动和壁层表⾯张⼒与孔腔内连续产⽣的蒸汽压⼒相持并保持着动态平衡。
光束不断进⼊⼩孔，⼩孔外的材料在连续流动，随着光束移动，⼩孔始终处于流动的稳定状态。
就是说，⼩孔和围着孔壁的熔融⾦属随着前导光束前进速度向前移动，熔融⾦属充填着⼩孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。
上述过程的所有这⼀切发⽣得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数⽶。
⼆、激光深熔焊接的主要⼯艺参数1. 激光功率激光焊接中存在⼀个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，⼀旦达到或超过此值，熔深会⼤幅度提⾼。
影响激光焊接的参数
影响激光焊接的参数对激光焊接的质量产生直接影响的参数包括：激光脉冲的能量、激光束光斑直径、激光脉冲的频率、激光的脉宽、激光的脉冲波形、被焊材料的相对光吸收率、焊接速度、保护气体等。
激光脉冲的能量是指单个激光脉冲能最大输出的能量，单位是J（焦耳）。
这是新华鹏激光器的一个主要参数，它决定了激光器所能产生的最大能量，按照模具修复的用途来说，激光能量在70J以下已经能满足任何场合的需要了，再大的能量也是白费，或根本用不上，而且带来激光电源体积和散热器体积的不断增大，降低了电源的使用效率。
激光光斑聚焦直径这是反映激光器设计性能的一个极为重要的参数，单位是（mm），它决定了激光的功率密度和加工范围。
如果激光器的光学设计合理先进，激光能量集中，聚焦准确，能把激光光斑直径控制在0.2mm-2mm的范围，而能否把激光的聚焦直径控制在0.2mm是对激光发生器的一个严格的考验。
国内一般设计的激光器，由于只想降低成本，因此，激光的器件加工简陋，设计并不严谨，激光在谐振腔里发散严重，导致难以准确聚焦，其激光器输出的激光光斑直径根本达不到标称的0.2mm，而只能最小达到0.5mm，而由于激光的发散，令输出的激光束不能呈规则的圆形，这就造成了激光实际照射区域过大，出现烧蚀焊缝的现象，即在焊缝的两端出现不必要的激光照射而令焊缝两端呈现凹陷，这种现象对于修补已经抛光的模具影响尤为严重，有时甚至会令模具报废。
同普公司的激光器设计精良，选料严格，精心调试，使其激光器输出的光束光斑直径能进行精密的监控，使聚焦光斑的大小最小能达到0.2mm，并能在0.2mm和2mm的范围里进行无级调节，达到国际的先进水平。
激光脉冲的频率这是反映激光器在一秒内能打出多少个脉冲的能力，单位是（Hz）。
首先需要说明的是，焊接金属是使用激光的的能量，而在激光功率恒定的情况下，频率越高，每个激光输出的能量就越小，因此，我们需要在保证激光的能量足够熔化金属的情况下，考虑加工的速度，才能定出激光的输出频率。
什么是激光焊接
什么是激光焊接——激光英才网属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上。
焊接特性激光束可由平面光学元件（如镜子）导引，随后再以反射聚焦元件或镜片将光束投射在焊缝上。
激光焊接属非接触式焊接，作业过程不需加压，但需使用惰性气体以防熔池氧化，填料金属偶有使用。
激光焊可以与MIG焊组成激光MIG复合焊，实现大熔深焊接，同时热输入量比MIG焊大为减小。
激光焊接的主要优点（1）可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低。
（2）32mm板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格，可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用。
（3）不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑。
且因不属于接触式焊接制程，机具的耗损及变形接可降至最低。
（4）激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间再导引，其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。
（5）工件可放置在封闭的空间（经抽真空或内部气体环境在控制下）。
（6）激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相近的部件。
（7）可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料。
（8）易于以自动化进行高速焊接，亦可以数位或电脑控制。
（9）焊接薄材或细径线材时，不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。
（10）不受磁场所影响（电弧焊接及电子束焊接则容易），能精确的对准焊件。
（11）可焊接不同物性（如不同电阻）的两种金属。
（12）不需真空，亦不需做X射线防护。
（13）若以穿孔式焊接，焊道深一宽比可达10:1。
（14）可以切换装置将激光束传送至多个工作站。
激光焊接的主要缺点（1）焊件位置需非常精确，务必在激光束的聚焦范围内。
（2）焊件需使用夹治具时，必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准。
（3）最大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过19mm的工件，生产线上不适合使用激光焊接。
（4）高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等，焊接性会受激光所改变。
激光焊接的特点
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。
影响激光焊接质量的工艺参数
影响激光焊接质量的工艺参数激光焊接的过程中，有时候会出现焊接不好的情况，大家知道影响这些焊接工艺的参数都有哪些吗？关于影响焊接质量的焊接工艺参数主要有激光输出功率、焊接速度、激光波形、脉冲宽度、离焦量和保护气体。
输出功率、焊接速度对熔深的影响。
激光波形主要有脉冲激光器常用的脉冲波形和连续焊接时的缝焊波形。
脉冲波形对焊接质量的影响（针对脉冲激光器）◆对于焊接铜、铝、金、银高反射材料时，为了突破高反射率的屏障，可以利用带有前置尖峰的激光波形。
但这种波形在高重复率缝焊时不宜采用，容易产生飞溅，形成不规则的孔洞。
◆对于铁、镍等黑色金属，表面反射率低，宜采用矩形波或缓衰减波形。
连续焊接时的缝焊波形：焊波形就是激光功率随焊接时间变化的曲线。
在材料要求焊接密封时此波形尤为重要。
在焊接开始时激光功率缓慢上升，结束时缓慢下降，在连续激光器焊接时，结尾处出现的凹坑，宜采用此波形，减小凹坑程度，以达到焊接效果。
脉冲宽度（针对脉冲激光器）：光的脉冲宽度针对YAG固体激光器来说是焊接的重要参数之一，它决定材料是否熔化，为了保证激光焊接中材料表面不出现强烈气化，一般假定在脉冲终止时材料表面温度达到沸点。
脉宽越长，焊点直径越大，相同的工作距离时，熔深越深。
离焦量：光焊接时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：正离焦和负离焦。
焦平面位于工件上方为正离焦，反之负离焦。
焊接薄材料时宜采用正离焦，需要较大熔深时宜采用正离焦。
离焦方式：一定的激光功率和焊接速度下，当焦点处于最佳焊接位置范围内时，可以获得最大熔深和好的焊缝形状。
保护气体：护气体的种类、气体流量及吹气方式也是影响焊接质量的重要焊接工艺参数之一。
常用的保护气体有氮气N2、氩气Ar、氦气He以及氩气和氦气的混合气体。
通常情况下，焊接碳钢时宜采用Ar，不锈钢宜采用N2，钛合金宜采用He，铝合金宜采用Ar和He的混合气体。
影响焊接质量的焊接工艺和参数
激光焊接的历程中，偶然间会出现焊接欠好的环境，各人知道影响这些焊接工艺的参数都有哪些吗？深圳铭镭激光就来为各人分享下，关于影响激光焊接机质量的焊接工艺参数重要有激光输出功率、焊接速率、激光波形、脉冲宽度、离焦量和掩护气体。
出功率、焊接速率对熔深的影响。
激光波形重要有脉冲激光器常用的脉冲波形和一连焊接时的缝焊波形。
脉冲波形对焊接质量的影响（针对脉冲激光器）◆对付焊接铜、铝、金、银高反射质料时，为了突破高反射率的屏蔽，可以使用带有前置尖峰的激光波形。
但这种波形在高重复率缝焊时不宜接纳，容易孕育发生飞溅，形成不规矩的孔洞。
◆对付铁、镍等玄色金属，外貌反射率低，宜接纳矩形波或缓衰减波形。
一连焊接时的缝焊波形：焊波形便是激光功率随焊接时间变革的曲线。
在质料要求焊接密封时此波形尤为重要。
在焊接开始时激光功率迟钝上升，竣事时迟钝降落，在一连激光器焊接时，末端处出现的凹坑，宜接纳此波形，减小凹坑水平，以到达焊接结果。
脉冲宽度（针对脉冲激光器）：光的脉冲宽度针对YAG固体激光器来说是焊接的重要参数之一，它决定质料是否熔化，为了包管激光焊接中质料外貌不出现猛烈气化，一样通常假定在脉冲停止时质料外貌温度到达沸点。
脉宽越长，焊点直径越大，雷同的事情间隔时，熔深越深。
离焦量：光焊接时通常必要肯定的离焦量，由于激光核心处光斑中央的功率密度过高，容易蒸发成孔。
脱离激光核心的各平面上，功率密度漫衍相对匀称。
离焦方法有两种：正离焦和负离焦。
必要较大熔深时宜接纳正离焦。
离焦方法：肯定的激光功率和焊接速率下，当核心处于最佳焊接位置范畴内时，可以得到最大熔深和洽的焊缝形状。
掩护气体：护气体的种类、气体流量及吹气方法也是影响焊接质量的重要焊接工艺参数之一。
常用的掩护气体有氮气N2、氩气Ar、氦气He以及氩气和氦气的混淆气体。
通常环境下，焊接碳钢时宜接纳Ar，不锈钢宜接纳N2，钛合金宜接纳He，铝合金宜接纳Ar和He的混淆气体。
气体流量的巨细需凭据现实焊接环境而定。
激光 焊接 波形
激光焊接波形的研究和应用一、激光焊接波形的定义和作用激光焊接波形是指在激光焊接过程中，激光能量的变化曲线。
它可以反映出激光焊接过程的稳定性、焊接质量、工艺参数等重要信息，对于优化激光焊接工艺具有重要的作用。
二、激光焊接波形的类型1.平稳型波形：激光能量输出平稳，焊接过程稳定，焊缝质量好，但需要较高的功率和稳定性。
2.脉冲型波形：激光能量输出有规律的脉冲，适用于焊接薄板材料和高速焊接，但焊缝质量较差。
3.斜坡型波形：激光能量输出呈斜坡状，适用于焊接厚板材料和高速焊接，但需要较高的功率和稳定性。
三、激光焊接波形的影响因素1.激光功率：激光功率越高，波形越平稳，焊缝质量越好。
2.焊接速度：焊接速度越快，波形越脉冲化，焊缝质量越差。
3.焊接距离：焊接距离越远，波形越斜坡化，焊缝质量越差。
4.焊接材料：不同材料的焊接波形有所不同，需要根据具体材料进行调整。
四、激光焊接波形的应用激光焊接波形在工业生产中有广泛的应用。
例如，在汽车制造中，激光焊接波形可以用来控制车身焊接的质量和稳定性；在电子制造中，激光焊接波形可以用来控制电子元器件的焊接质量和稳定性；在航空制造中，激光焊接波形可以用来控制飞机结构的焊接质量和稳定性。
五、激光焊接波形的发展趋势随着激光技术的不断发展，激光焊接波形的研究也在不断深入。
未来，激光焊接波形将更加智能化和自适应化，可以根据不同焊接条件自动调整波形，实现高效、稳定、高质量的激光焊接。
同时，激光焊接波形也将与人工智能、大数据等技术结合，为工业生产带来更多的创新和发展。
结语激光焊接波形是激光焊接过程中的重要参数，对于焊接质量和稳定性有着重要的影响。
未来，随着激光技术的不断发展，激光焊接波形将不断智能化和自适应化，为工业生产带来更多的创新和发展。
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激光脉冲波形在脉冲激光焊接中的影响激光的脉冲波形：对于采用脉冲激光进行焊接的加工，激光脉冲波形在脉冲激光焊接中是一个重要的问题。
当高强度的激光入射至材料的表面时，金属表面会将60%~98%的激光能量反射掉，且反射率随表面温度变化。
因此，不同的金属对于激光的反射率和激光的利用率都不一样，要进行有效的焊接就必须输入不同波形的激光，这样焊缝处的金属组织才能在最佳的方式结晶，形成与基体金属一致的组织，才能形成高质量的焊缝。
国内一般的机器都采用廉价的单波形激光电源，因此，其焊接的柔性较低，难以适应多种模具材料的焊接，并且经常要进行返工，大大浪费了焊接材料的时间，并可能造成模具的报废。
不同的金属材料表面对激光的反射和吸收程度差别很大，而同一束激光对不同的金属会产生不同的焊接效果，并影响其熔深、焊接速度、结晶速度和硬度，因此单一的矩形波焊接并不能解决不同的模具金属焊接的要求。
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