高功率激光焊接技术

高功率激光焊接技术
高功率激光焊接技术

高功率激光焊接技术

要进行高功率激光焊接自然首先需要有高功率激光。通常我们把输出功率在1kW以上的激光称为高功率激光。当然,激光类型不同,其高功率的界限实际上会有所不同。自上世纪90年代以来,激光技术有了快速发展,商用激光器的输出功率不断提高,从而使高功率激光焊接得以实现。

在现有的激光器类型中,二氧化碳(CO2)激光器和固体激光器是目前主要的2种高功率激光器。CO2激光器为气体激光器,以He:N2:CO2混合气体为激光工作气体,通过对CO2分子的激励而发出激光,激光波长为10.6μm。由于气体介质在谐振腔内的分布均匀性好,所以容易获得近衍射极限的高斯光束。CO2激光器按照结构可细分为多种类型,其中快速轴流型、横流型和扩散冷却型是市场上高功率CO2激光器的三大类型。这其中又以扩散冷却型的可达激光束质量最高,以快速轴流型的输出功率最高(可达20kW以上)。市场上高功率的固体激光器主要有3类,即Nd:YAG激光、光纤激光和半导体激光,它们输出激光的波长均在1μm左右。半导体激光因受限于其工作机理而只能获得光束质量较差的激光,即激光的发散角大、方向性差。所以半导体激光主要用于堆焊(表面熔敷)、钎焊和浅熔深焊接。Nd:YAG激光的最大输出功率已达6kW。在其基础上发展起来的盘片式激光器输出功率可达8kW,电光转换效率达20%以上。光纤激光是近几年来得到快速发展的固体激光器,其激光器结构独

特并且创新。光纤激光以双包层光纤为谐振腔,

以二极管激光为泵浦源,其多模状态下可输出激光功率达25kW 以上的高质量光束。因结构紧凑、维护简单、运行可靠,已表现出良好的应用势头,在相当多的领域正在逐步替代传统的Nd:YAG激光和CO2激光器。2 主要激光焊接技术目前,常见的激光焊接技术,即纯激光焊接、激光填丝焊接和激光电弧复合焊接,也是高功率激光焊接的主要焊接技术方法。纯激光焊接时因没有填充金属,对焊接件接头间隙有相当高的要求,要求间隙小、避免大的错边,所以厚板单道激光对接焊时一般较少采用纯激光焊,以避免出现过大的焊缝表面凹陷。激光填丝焊则因填充金属加入而使其对间隙有一定的容忍度。激光电弧复合焊,这里一般指激光-熔化极电弧复合焊,则因为熔化极的高效率熔化而进一步提高了间隙容忍度。同时电弧热源的加入,使焊接过程热循环的变化更丰富。图1显示的是这3种高功率激光焊接技术的原理和典型焊接接头横截面形状。其中所给的激光电弧复合焊原理示意图中电弧是旁轴式的,通常还会有同轴复合方式。

纯激光和激光填丝焊的焊缝截面形状是相近的,而激光电弧复合焊的焊缝横截面形状结合了熔化极电弧焊和激光深熔焊的熔深特征,其上部为熔化极电弧形成的上宽下窄的倒三角熔深,下半部为激光束形成的窄而深的熔化区。有研究对埋弧焊、激光填丝焊和激光电弧复合焊在焊接速度、一次可焊厚度、间隙容忍度、变形、金相和疲劳性能等方面进行了比较。研究表明,激光电弧复合焊具有最优的综合性能,即其焊接速度最高、接头疲劳性能最优,一次可焊板厚大于埋

弧焊,并与纯激光焊接相同;焊接变形比埋弧焊小一个数量级,与激光填丝焊的接近;其间隙容忍度介于激光填丝和埋弧焊之间。由此可以看到,激光电弧复合焊既有高的焊接生产率又有较高的间隙容忍度,是中厚板和厚板激光焊接的优选焊接方法。

洛阳蓬锦机械科技致力于激光切割加工及钣金结构件的设计制造。

高功率IPG光纤激光器应用简介

高功率IPG光纤激光器应用简介 一、IPG光纤激光器简介 1.光纤激光器简介 光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来:在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度,造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。 2.光纤激光器的优势 首先是使用成本低,光纤激光器替代了不稳定或高维修成本的传统激光器。其次,光纤激光的柔性导光系统,非常容易与机器人或多维工作台集成。第三,光纤激光器体积小,重量轻,工作位置可移动。第四,光纤激光器可以达到前所未有的大功率(至五万瓦级)。第五,在工业应用上比传统激光器表现更优越。它有适用于金属加工的最佳波长和最佳的光束质量,而且光纤激光器在每米焊接和切割上的费用最低。第六,一器多机,即一个激光器通过光纤分光成多路多台工作。第七,免维护,使用寿命长。最后,由于其极高的稳定性,大大降低了运行中对激光质量监控的要求。简单来说就是高功率下的极好光束质量,高光束质量下的极好电光效率,高功率高光束质量下的极小体积、可移动性和柔性。 3.IPG简介 全球最大的光纤激光制造商IPG Photonics由Valentin Gapontsev博士于1991年创建,总部设在美国东部麻省。IPG在德国、美国、俄罗斯和意大利设有生产、研发基地,并在全球设有销售和服务网点,覆盖美国、英国、欧洲、印度、日本、韩国、新加坡和中国,并于2006年在美国纳斯达克上市。

十八年来,IPG致力于纵向合成,所有的核心配件均为IPG研发、生产和拥有,同时也是唯一一个能为客户提供高性价比的光纤和半导体激光器的厂家。 高功率是IPG的优势。全世界已有上千台IPG的高功率(>1KW)光纤激光器在汽车制造、船舶制造、海上平台和石油管道、航空航天和技术加工等工业领域中得以应用。在日本,我们向丰田、三菱、住友在内的客户售出了数百台IPG的大功率光纤激光器。这些激光器的成功应用,说明了IPG光纤激光已成熟,且成为制造业的技术工具之一。依近期国内各厂家、院校、集成商对IPG光纤激光器大量的订单来看,光纤激光在中国市场广泛应用的局面会很快到来,尤其是在金属加工(切割、焊接、熔覆、快速成型等)方面。 二、高功率光纤激光应用领域 1.激光焊接领域的应用 光纤激光器的光束质量好,连续功率大,适用于深熔焊和浅表热导焊。连续激光通过调制可提供激光脉冲,从而获得高峰值功率和低平均功率,适用于需要低热输入要求的焊接。由于高功率激光的调制频率高达1万赫兹,因而能够提高脉冲焊接的产能。光纤输送方式使激光能够灵活地集成在传统焊钳、振镜头、机器人和远程焊接系统内。无论采用何种光束输送方式,光纤激光器都具有无可比拟的性能。典型的点焊应用包括依靠振镜头传送光束,从而完成剃须刀片和硬盘挠曲的焊接,从而充分地利用光纤激光器的脉冲功能。光纤激光器的光斑小,焦距长,因而远距离激光焊接的能力大大提高。1-2米的工作间距与传统机器人相比使工作区域提高了数倍,配备光纤激光器的远程焊接工位包括车门焊接、多点焊接和整个车身框架的搭接焊接。光纤激光器焊接的其它例子包括传动部件全熔焊、船用厚钢板深熔焊、电池组密封焊接、高压密封等等。图1展示了光纤激光焊接的效果。

激光焊接的工作原理及其主要工艺参数(精)

激光焊接的工作原理及其主要工艺参数 目前常用的焊接工艺有电弧焊、电阻焊、钎焊、电子束焊等。电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法,它包括手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。但上述各种焊接方法都有各自的缺点,比如空间限制,对于精细器件不易操作等,而激光焊接不但不具有上述缺点,而且能进行精确的能量控制,可以实现精密微型器件的焊接。并且它能应用于很多金属,特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。 激光指在能量相应与两个能级能量差的光子作用下,诱导高能态的原子向低能态跃迁,并同时发射出相同能量的光子。激光具有方向性好、相干性好、单色性好、光脉冲窄等优点。激光焊接是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接,这种焊接通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。激光焊接从上世纪60年代激光器诞生不久就开始了研究,从开始的薄小零器件的焊接到目前大功率激光焊接在工业生产中的大量的应用,经历了近半个世纪的发展。由于激光焊接具有能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点,近年来正成为金属材料加工与制造的重要手段,越来越广泛地应用在汽车、航空航天、造船等领域。虽然与传统的焊接方法相比,激光焊接尚存在设备昂贵、一次性投资大、技术要求高的问题,但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线。 2. 激光焊接原理 2.1激光产生的基本原理和方法 光与物质的相互作用,实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子。微观粒子都具有一套特定的能级,任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态,物质与光子相互作用时,粒子从一个能级跃迁到另一个能级,并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E,频率为ν=△E/h。爱因斯坦认为光和原子的相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种过程。我们考虑原子的两个能级E1和E2,处于两个能级的原子数密度分别为N1和N2。构成黑体物质原子中的辐射场能量密度为ρ,并有E2 -E1=hν。 2.1.自发辐射 处于激发态的原子如果存在可以接纳粒子的较低能级,即使没有外界作用,粒子也有一定的概率自发地从高能级激发态(E2)向低能级基态(E1)跃迁,同时辐射出能量为(E2-E1)的光子,光子频率ν=(E2-E1)/h。这种辐射过程称为自发辐射。自发辐射发出的光,不具有相位、偏振态上的一致,是非相干光。 2.2.受激辐射 除自发辐射外,处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。当频率为ν=(E2-E1)/h的光子入射时,也会引发粒子以一定的概率,迅速地从能级E2跃迁到能级E1,同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子,这个过程称为受激辐射。 2.3.受激吸收 受激辐射的反过程就是受激吸收。处于低能级E1的一个原子,在频率为的辐射场作用下吸收一个能量为hν的光子,并跃迁至高能级E2,这种过程称为受激吸收。自发辐射是不相干的,受激辐射是相干的。 由受激辐射和自发辐射的相干性可知,相干辐射的光子简并度很大。普通光源在红外和可见光波段实际上是非相干光源。如果能够创造这样一种情况:使得腔内某一特定模式的ρ很大,而其他所有模式的都很小,就能够在这一特定模式内形成很高的光子简并度,使相干

激光焊接分析

一、原理 原理分类: 热传导型焊接:功率密度小于104~105W/cm2为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;热传导型激光焊接,需控制激光功率和功率密度,金属吸收光能后,不产生非线性效应和小孔效应。激光直接穿透深度只在微米量级,金属内部升温靠热传导方式进行。 激光深熔焊接:功率密度大于105~107W/cm2时,金属表面受热作用下凹成“小孔”,形成深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大的特点。 1.透射或反射镜聚焦后可获得直径小于0.01mm、功率密度高达106~l012W/cm2的能束。 2.微观上是一个量子过程,宏观上则表现为反射、吸收、加热、熔化和汽化等现象。激光焊时,激光照射到被焊接件的表面,与其发生作用,一部分被反射,另一部分进入焊件内部。 3.加热:光子的能量→晶格的热振动能,温度升高,达到2500℃。 熔化和汽化:当功率密度大于106W/cm2时,被焊材料会产生急剧的蒸发。被焊材料蒸发,

①光束焦斑 ②透镜焦距,最短焦深多为焦距126mm; ③焦点位置,通常焦点的位置设置在工件表面之下大约所需熔深的1/4处。 2.材料吸收值 (1)材料的电阻系数,材料吸收率与电阻系数的平方根成正比,而电阻系数又随温度而变化; (2)材料的表面状态(或者光洁度)对光束吸收率有较重要影响; 3.焊接速度 提高速度会使熔深变浅,但速度过低又会导致材料过度熔化、工件焊穿。(需要一个速度范围) 4.保护气体 (1)使工件在焊接过程中免受氧化;

(2)保护聚焦透镜免受金属蒸气污染和液体熔滴的溅射; (3)驱散高功率激光焊接产生的等离子屏蔽; 等离子云对熔深的影响在低焊接速度区最为明显。当焊接速度提高时,它的影响就会减弱。吹气方法学问大啊! 5.焊接起始、终止点的激光功率渐升、渐降控制。 起始和终止端产生凹坑,为了防止这个现象发生,可对功率起止点编制程序,使功率起始和终止时间变成可调,即起始功率用电子学方法在一个短时间内从零升至设置功率值,并调节焊接时间,最后在焊接终止时使功率由设置功率逐渐降至零值。 6.焊缝形状 (1)直线型 (2)正弦型 (3)摇摆型:稳定性高±15% 7.焊缝长度

几种焊接的优缺点

钨极氩弧焊得优缺点 1钨极氩弧焊得优点: ①氩气能有效得隔绝空气,本身又不溶于金属,不与金属反应,施焊过程中 电弧还能自动清除熔池表面氧化膜得作用,因此,可成功得焊接易氧化、 氮化、化学活泼性得有色金属,不锈钢与各种合金。 ②钨极电弧稳定,几十在很小得焊接电流(小于10A)下仍可稳定得燃烧,特 别适合用于薄板,超薄材料得焊接。 ③热源与填充焊丝可分别控制,因而热输入容易调节,可进行各种位置得焊 接,也就是实现单面焊双面成型得理想方法。 ④由于填充焊丝熔滴不通过电弧,所以不会产生飞溅,焊缝成型美观。 2钨极氩弧焊得缺点 ①焊缝熔深浅,熔敷速度小,生产率较低。 ②钨极承载电流较差,过大得电流会引起钨极融化与蒸发,其微粒有可能进 入熔池,造成污染(夹钨)。 ③惰性气体(氩气、氮气)较贵,与其她电弧焊方法(如手弧焊、埋弧焊、二氧 化碳气体保护焊等)相比,生产成本较高。 注:脉冲钨极氩弧焊适宜于焊接薄板,特别就是全位置对接焊。钨极氩弧焊一般只适用于焊接厚度小于6mm得焊件。 二:熔化极氩弧焊得特点: ①与TIG焊一样,几乎可焊接所有得金属,尤其适合于焊接铝及铝合金、铜 及铜合金以及不锈钢等材料。 ②由于焊丝作电极,可采用高密度电流,因而母材熔深大,填充金属熔敷速 度快,用于焊接厚铝板,铜等金属时生产率比TIG焊高,焊接变形比TIG 小。 ③熔化极氩弧焊可直流反接,焊接铝及其合金有着很好得阴极雾化作用。 ④熔化极氩弧焊焊接铝及其合金时,亚射流电弧得固有调节作用比较显 著。 三:MIG焊得特点:(MIG焊通常采用惰性气体(氩、氦或其混合气体))作焊接 区得保护气体。 MIG焊得优点: ①惰性气体几乎不与任何金属产生化学作用,也不溶于金属中,所以几乎 可以焊接所有金属。 ②焊丝外表没有涂料层,焊接电流可提高,因而母材熔深较大,焊丝熔化速 度快,熔敷率高,与TIG(Tungsten Inert Gas Arc Welding )焊相比,其生产 效率高。 ③熔滴过渡主要采用射流过渡。短路过渡仅限于薄板焊接时采用,而滴状 过渡在生产中很少采用。焊接铝、镁及其合金时,通常就是采用亚射流 过渡,因阴极雾化区大,熔池保护效果好,且焊缝成形好、缺陷少。 ④若采用短路过渡或脉冲焊接方法,可以进行全位置焊接,但其焊接效率 不及平焊与横焊。 ⑤一般都采用直流反接,这样电弧稳定、熔滴过渡均匀与飞溅少,焊缝成形

激光器说明书

大功率激光器说明书 KEEN-EYES大功率激光器是我公司根据刑侦工作的需要开发研制的专用痕迹提取设备。采用国际最新大功率激光技术。先进的石英光纤传输,具有输出功率大,色谱纯正,操作简单,携带方便等特点。一;技术指标: 1电源电压交流220V。输入功率300瓦。 2可分离式电源盒,直流12V,35安时锂电池组。可连续使用1.5小时。3输出光功率8W;激光颜色,绿色.。 4光缆长度3米。 5可调焦镜头。 二;使用说明: 1钥匙开关拧到1位置,为交流供电。或将主机安装到电池盒上,钥匙开关拧到2位置,为直流供电。 2插上220V电源插头,将光缆拧紧到光缆座上,(光缆座带保护功能,不接光缆没有光输出)。将手柄上调光插头,插入面板上的调光插座。3打开钥匙开关,电源接通后,红色指示灯点亮。主机处于预热过程中。蓝色指示灯亮起表示预热结束。然后按动前面板上的启动按钮,绿色指示灯亮起,激光输出。 4激光器启动时为最大功率输出。旋转面板上,或镜头上的黑色调光旋钮,可以调节输出功率大小,顺时针增大,逆时针减小。数码屏显示为即时功率值。

5旋转镜头外套可以调节光斑大小。及光斑外缘清晰。 6按动电源盒前面按钮可显示电池容量。指示条只剩红色灯亮,表示电量不足应及时充电。 7电池充电应使用本机专配充电器,不可使用其他充电器。充电器接通220V交流电源红色电源指示灯常亮。充电时,充电指示灯红色。充电指示灯变为绿色表示电池已满,充电结束。 8本机配有伸缩式镜头支架,可以固定镜头及调节镜头高度和角度。三;注意事项: 1使用完毕应及时套上光缆及光缆座防护套,避免进入灰尘。 2光缆折弯半径大于15厘米。 3清洁光缆端面应使用无尘棉签,沾无水乙醇,沿一个方向擦拭。 切不可用手指或油渍接触光缆端面。否则会造成光缆报废。 4本激光器输出功率强大,切不可直视镜头或对准人眼,否则可造成永久失明。 四;基本配置: 1主机一台。 2带镜头光缆一根。 3电池盒一个。 4充电器一个。 5伸缩光缆支架一个。 6主机电源线一根。 7充电器电源线一根。

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。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。 二、激光焊接工艺方法: 1、片与片间的焊接。包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4种工艺方法。

激光焊接的工作原理及其主要工艺参数

激光焊接的工作原理及其主要工艺参数摘要:焊接技术主要应用在金属母材热加工上,常用的有电弧焊,电阻焊,钎焊, 电子束焊,激光焊等多种,本文详细介绍了激光焊接的工作原理与工艺参数,还讨论了激光焊接技术在现代工业中的应用,并与其他焊接方法进行对比。研究表明激光焊接技术将逐步得到广泛应用。 关键词:焊接技术;激光焊接;工作原理;工艺参数。 1. 引言 目前常用的焊接工艺有电弧焊、电阻焊、钎焊、电子束焊等。电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法,它包括手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。但上述各种焊接方法都有各自的缺点,比如空间限制,对于精细器件不易操作等,而激光焊接不但不具有上述缺点,而且能进行精确的能量控制,可以实现精密微型器件的焊接。并且它能应用于很多金属,特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。 激光指在能量相应与两个能级能量差的光子作用下,诱导高能态的原子向低能态跃迁,并同时发射出相同能量的光子。激光具有方向性好、相干性好、单色性好、光脉冲窄等优点。激光焊接是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接,这种焊接通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。激光焊接从上世纪60年代激光器诞生不久就开始了研究,从开始的薄小零器件的焊接到目前大功率激光焊接在工业生产中的大量的应用,经历了近半个世纪的发展。由于激光焊接具有能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点,近年来正成为金属材料加工与制造的重要手段,越来越广泛地应用在汽车、航空航天、造船等领域。虽然与传统的焊接方法相比,激光焊接尚存在设备昂贵、一次性投资大、技术要求高的问题,但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线。 2. 激光焊接原理 2.1激光产生的基本原理和方法 光与物质的相互作用,实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子。微观粒子都具有一套特定的能级,任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态,物质与光子相互作用时,粒子从一个能级跃迁到另一个能级,并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E,频率为ν=△E/h。爱因斯坦认为光和原子的相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种过程。我们考虑原子的两个能级E1和E2,处于两个能级的原子数密度分别为N1和N2。构成黑体物质原子中的辐射场能量密度为ρ,并有E2 -E1=hν。 2.1.自发辐射 处于激发态的原子如果存在可以接纳粒子的较低能级,即使没有外界作用,粒子也有一定的概率自发地从高能级激发态(E2)向低能级基态(E1)跃迁,同时辐射出能量为(E2-E1)的光子,光子频率ν=(E2-E1)/h。这种辐射过程称为自发辐射。自发辐射发出的光,不具有相位、偏振态上的一致,是非相干光。 2.2.受激辐射 除自发辐射外,处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。当频率为ν=(E2-E1)/h的光子入射时,也会引发粒子以一定的概率,迅速地从能级E2跃迁到能级E1,同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子,

YLPM激光器使用说明

●更宽的频率调节范围(1.6kHz~1000kHz); ●更高的峰值功率; ●可广泛应用于塑胶按键及阳极铝打黑等项目上。 ●更快的开关光速度,打标速度更快。 在安装打标软件时,注意选择选择“YLPM型激光器”, 在控制界面,YLP-M比YLP-F多了一个打标参数:激光模式。共有8种激光模式可选。可直接把所需的模式填入。 8种模式都有标称频率,即RR值,如果设定的频率低于该值时,激光器会自动降低输出功率,以保护激光器。 其中,T1模式配160镜头可在阳极铝上打黑,其效果类似皮秒激光器; T2模式配254镜头也可在阳极铝上打黑,效果可与SPI激光器的3号波形的

效果媲美; 而打标参数与SPI 激光器3号波形下的参数大致相同。 另,T2模式可用在含激光粉的PC,ABS材料上打白。 6.1ns T2模式,RR=200kHz,上升时间:3.8ns,50%时的脉冲宽度:8.4ns,10%时的脉冲宽度: 15.4ns T3模式, RR=125kHz,上升时间:3.8ns,50%时的脉冲宽度:14.4ns,10%时的脉冲宽度:21.1n s T4模式, RR=105kHz,上升时间:3.8ns,50%时的脉冲宽度:14.9ns,10%时的脉冲宽度:26.3ns T5模式, RR=85kHz,上升时间:4.0ns,50%时的脉冲宽度:14.6ns,10%时的脉冲宽度:31.5ns

T6模式, RR=60kHz,上升时间:3.2ns,50%时的脉冲宽度:14.8ns,10%时的脉冲宽度:53.6ns T7模式, RR=40kHz,上升时间:3.3ns,50%时的脉冲宽度:24.5ns,10%时的脉冲宽度:100.3ns

激光焊接工艺参数

激光焊接原理与主要工艺参数 1.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104~105 W/cm2为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;功率密度大于105~107 W/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 0C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。 2. 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。只有当工件上的激光

IPG高功率激光器开关机操作指南

高功率IPG激光器开机流程 1.激光器机柜前面板红色急停旋开;然后将激光器机柜侧面板主电源开关打到ON档;然 后将激光器机柜前面板钥匙开关打到TEST档(或者是ON,根据版本而定); 2.待1完成后,等待5分钟(冬天时候由于温度过低,要等待30分钟以上让激光器空调运 行足够久使激光器温度上升到20摄氏度以上;另外,夏天晚上,房间空调如果不工作,外部的湿热空气可以逐渐渗透机箱内,故早上开机时也要让空调运行30分钟左右),将冷水机主电源开关打到ON档; 3.待2完成后,按下激光器机柜前面板的绿色按钮(激光模块电源); 4.待3完成后,双击电脑桌面上的LASERNET图标进入激光器控制软件;然后点击Control 进入控制界面; 5.待4完成后,若激光器无报警,则可以看到Control界面上的Laser ON和Laser ready的 绿色指示灯亮(若激光器出现报警,请咨询相关技术人员解除报警后,方可进行后面步骤),点击Guide lasers(红光),Guide laser绿色指示灯亮; 6.待5完成后,点击External control(外部出光使能控制)和Analog control(模拟量控制), 显示为ON状态,则外控已经开启,然后点击Emission,显示为ON状态; 7.开机完成,正常加工(正常加工过程中激光器机柜开关按钮及Lasernet软件不要轻易改 动)。 简化流程:激光器急停旋开→激光器主电源开关置ON档→激光器钥匙开关置TEST档 (或ON)→等待足够时间,冷水机电源开关置ON档→按下激光器绿色按钮→进入LASERNET的control界面→确认状态正常→打开红光→点击External control和Analog control→Emission置ON→开机完成 高功率IPG激光器关机流程 1.停止加工,点击Emission,显示为OFF状态;然后点击External control(外部出光使能控制)和Analog control(模拟量控制),显示为OFF状态;然后点击Laser,显示为OFF状态;再点击Guide lasers,关闭红光,然后关闭整个Lasernet控制软件; 2.待1完成后,将激光器机柜前面板钥匙开关由TEST打到OFF档;然后将激光器机柜侧面板激光器主电源开关打到OFF档; 3.待2完成后,将冷水机主电源开关打到OFF档; 4.关机完成。 简化流程:停止加工→LASERNET上Emission置OFF→External control和Analog control 置OFF→Laser置OFF→关闭红光→关闭LASERNET软件→激光器机柜钥匙开关置OFF 档→激光器主电源开关置OFF档→冷水机主电源开关置OFF档→关机完成

浅析高功率光纤激光器

浅析高功率光纤激光器 高功率光纤激光器,是相对于光纤通讯中作为载波的低功率光纤激光器而言(功率为mW级),是定位于机械加工、激光医疗、汽车制造和军事等行业的高强度光源。高功率光纤激光器巧妙地把光纤技术与激光原理有机地融为一体,铸造了21世纪最先进和最犀利的激光器。即使是在激光技术发达的国家,光纤激光器也是尖端、神秘和充满诱惑的代名词。2002年6月,光纤激光器空降中国,震撼了中国激光学术和产业界,引起了尊至院士的深情关注! 一、光纤技术 光纤激光器的最大特点就是一根光纤穿到底,整台机器高度实现光纤一体化。而那些只在外部导光部分采用光纤传输或者LD泵浦源采用尾纤来耦合的激光器都不是真正意义上的光纤激光器。 光纤是以SiO2为基质材料拉成的玻璃实体纤维,主要广泛应用于光纤通讯,其导光原理就是光的全反射机理。普通裸光纤一般由中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9-62.5μm)、中间低折射率硅玻璃包层(芯径一般为125μm)和最外部的加强树脂涂层组成。〈见图一〉光纤可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤:中心玻璃芯较细(直径9μm+0.5μm),只能传一种模式的光,其模间色散很小,具有自选模和限模的功能。多模光纤:中心玻璃芯较粗(50μm+1μm),可传多种模式的光,但其模间色散较大,传输的光不纯。 用于高功率光纤激光器中的光纤不是普通的通讯光纤,而是掺杂了多种稀有离子、结构更为复杂、耐高辐射的特种光纤---双包层光纤。

双包层光纤比普通光纤在纤芯外多了一个内包层,对泵浦光而言是多模的,直径和受光角较大,能大肆吸收高亮度的多模泵浦光,在光纤内聚集大量的光子。实践证明:横截面为D型和矩形的双包层光纤具有95%的耦合效率因而得到广泛应用。对于脉冲光纤激光器而言,一个重大的课题就是如何提高光纤的耐辐射能力。目前世界上光纤激光器的单脉冲能力可以达到20,000W,一根头发丝大小的光纤如何能承受如此高的激光辐射?所以必须考虑在光纤内掺杂某种特殊离子防止光纤被烧坏。比如掺杂了铈离子的光纤就是在核辐射情况下,既不会因染色而失去透光能力,更不会受热变形。 二、传统固体激光器 激光器说白了就是一个波长转换器---波长短的泵浦光激励掺杂离子转换成长波长的光辐射,它一般由3部分组成:工作物质、谐振腔和泵浦系统。由于光纤激光器本质上属于固体激光器,所以在此仅比较一下传统Nd:YAG激光器的特性。 工作物质: 工作物质是固体激光器的心脏,它的物理性质由基质材料决定,光谱性质由激活离子内的能级结构决定。在YAG单晶体中掺入三价的Nd3+,便构成了目前广泛应用的YAG激光晶体。它主要有如下明显的特点: 1、YAG棒生长速度很慢,一般小于1mm/h。目前最大晶体棒的直径为40mm,长180mm,所以激光增益从根本上受到限制,无法实现特高功率激光输出。

光器件激光焊接基础

激光焊接技术简介 2017-8-1 激光—全称为受激辐射光放大,它是一种新光源,其所具有的相干性、单色性、方向性与高输出功率等特点,是其它光源所无法比拟的。激光焊接是通过光学系统将激光光束聚集在很小的区域,焦平面上的功率密度可达到10×10w/cm2,在极短的时间内,使被焊处形成一个能量高度集中的局部热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点或焊缝。 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。 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。 激光深熔焊接的原理。 激光深熔焊接原理: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25000C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。激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材料、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工。近年来,几乎所有的电子产品,如电脑、电视机、手机、数码相机以及许多电子元器件等,在生产制造中都不同程度地应用了激光焊接技术。 激光焊接设备 用于光器件封装的激光焊接设备主要有单光束焊接、三光束焊接和四光束焊接三种焊接设备,也有个别公司有用到双光束焊接设备,下面就谈谈这四种焊接的设备。 单光束激光焊机:顾名思义,单光束焊机每次焊接只有一束激光,在没有焊接时激光焊机会有一束红色的指示光束,此指示光束就是焊接时激光的前进路线。基本每台单光束焊机都配有一个显微镜,通过显微镜,可以清晰地观察到红色指示光束光斑聚焦在需要焊接的点上,

激光焊接工艺实践课程学习指南讲解

《激光焊接工艺实践》课程学习指南 一、课程资源导航 二、学前要求 学习本课程需要有一定的预备基础知识,需要配置一台计算机,对计算机具体要求如下: (一) 必备基础 学习本课程的学习者必须具备一定的基础: 1.会熟练使用计算机,如常用操作系统Windows XP或者Linux,还有常用软件如PowerPoint、Word等; 2.一定的激光加工技术和工程材料学知识。 (二) 软硬件环境 1.硬件环境:

三、学习目标与要求 课程设置是基于光机电应用技术专业职业岗位能力的培养需要,要求学生通过视频课件、动画和现场实训操作等多种学习资源,掌握激光焊接原理、工艺特点和应用领域。通过本课程学习,学生不仅应该掌握激光焊接加工的基础理论,更要培养、锻炼实际动手操作能力,从而使其在掌握专业知识的基础上获得所需要的职业技能。具体要求如下: ?了解激光焊接工艺的过程和机理; ?学习根据材料特点和焊接工艺要求来选择合适的激光焊接设备; ?针对不同激光焊接设备,学会选择合适的激光焊接参数并能够对设备进行调试、维护; ?针对不同激光焊接过程,学会分析影响焊接质量的因素和解决的措施; ?学习激光焊接的安全操作常识和正确的操作规范。 四、学习路径 1.学习模式 在校学生学习方式:课堂学习+操作实训+网络辅助+标准化试题库考试 网络学习方式:教材自学+按课件学习+网上导学+实训实验+标准化试题库考试2.课程知识学习路径 按知识点渐进式学习:先导课程为激光加工原理、工程材料学等。 3.推荐书籍和参考 (1)郑启光,邵丹编著,激光加工工艺与设备,北京:机械工业出版社,2009,10;(2)刘其斌编著,激光加工技术及其应用,北京:冶金工业出版社,2007;(3)蒙大桥,张友寿,何建军等译,材料激光工艺过程,北京:机械工业出版社,2012,9; (4)现代激光焊接技术,陈彦宾,科学出版社,2010,,10; (5)激光焊接与切割质量控制,陈武柱,机械工业出版社,2010。 五、考核标准 学生学习考核标准请参见本课程资源“考核方案”

激光焊接技术的研究现状与展望

目录 目录 (1) 摘要 (2) 引言 (2) 1 采用激光技术的焊接工艺 (3) 1.1 激光焊接的模式 (3) 1.2 激光焊接的焊缝形状及组织性能 (3) 1.3 激光焊接的优缺点 (3) 2 国内外激光焊接的研究现状 (4) 2.1 激光器的研究现状 (4) 2.2 等离子体控制的研究现状 (5) 2.3 焊接过程自动检测的研究现状 (5) 参考文献 (6)

激光焊接技术的研究现状与展望 摘要 激光技术在制造业中的应用是目前各国的研究重点, 随着工业发展对高效、环保、自动化的需要, 激光技术的应用迅速普及制造业的许多领域。在此基础上, 激光焊接工艺将成为激光应用的重要方面之一。本文概述了激光焊接的发展现状, 简单介绍了采用激光技术进行焊接的基本原理及其优缺点。详细描述了激光器的研发、等离子体控制、焊接过程的自动化检测和各种先进激光焊接技术。通过介绍激光焊接在具体领域( 如汽车业、造船业等) 的应用, 充分说明激光技术在焊接制造中的优越性, 并对激光焊接的发展前景做了具体的展望。 引言 激光焊接是激光加工技术应用的重要内容, 更是21世纪最受瞩目、最有发展前景的焊接技术。早在上世纪末, 欧美各国就已把激光焊接充分应用到工业生产中, 我国在加快对激光焊接技术的研究与开发的同时, 逐步建立起一个“产、学、研”相结合的发展体制, 并在个别领域有了较大的突破。随着工业制造的发展, 高效、敏捷、环保的加工技术将倍受青睐。激光焊接以其高能束的聚焦方式, 在焊接过程中能实现深熔焊、快速焊等其他焊接工艺较难实现的形式, 特别是激光焊接设备搭配灵活, 实时在线检测技术成熟, 使其能够在大批量生产中实现高度自动化, 目前已有大量的激光焊接生产线投入工业生产。实践证明, 激光焊接在加工业的应用范围十分广泛, 基本上传统焊接工艺可以使用的领域, 激光焊接都能胜任,并且焊接质量更高, 加工效率更快。

激光焊接技术

激光焊接技术 激光焊接技术属于熔融焊接,以激光束为能源,冲击在焊件接头上。 目录 1基本信息 2激光焊接的优势 3工艺参数 ?激光功率 ?光束焦斑 ?功率控制 4优缺点 5应用 6混合焊接优势 1基本信息 激发电子或分子使其在转换成能量的过程中产生集中且相位相同的光束,Laser来自Light Amplification by Stimulated Emission Radiation的第一个字母所组成。 由光学震荡器及放在震荡器空穴两端镜间的介质所组成。介质受到激发至高能量状态时,开始产生同相位光波且在两端镜间来回反射,形成光电的串结效应,将光波放大,并获得足够能量而开始发射出激光。激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频(紫外光、可见光或红外光的电磁辐射束的一种设备。转换形态在某些固态、液态或气态介质中很容易进行。当这些介质以原子或分子形态被激发,便产生相位几乎相同且近乎单一波长的光束-----激光。由于具同相位及单一波长,差异角均非常小,在被高度集中以提供焊接、切割及热处理等功能前可传送的距离相当长。 世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生,因受限于晶体的热容量,只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达10^6瓦,但仍属于低能量输出。使用钕(ND)为激发元素的钇铝石榴石晶棒(Nd:YAG)可产生1---8KW的连续单一波长光束。YAG激光,波长为1.06uM,可以通过柔性光纤连接到激光加工头,设备布局灵活,适用焊接厚度0.5-6mm。使用CO2为激发物的CO2激光(波长10.6uM),输出能量可达25KW,可做出2mm板厚单道全渗透焊接,工业界已广泛用于金属的加工上。 早期的激光焊接研究实验大多数是利用红宝石脉冲激光器,当时虽然能够获得较高的脉冲能量,但是这些激光器的平均输出功率相当低,这主要是由激光器很低的工作效率和发光物质的受激性所决定的。激光焊接主要使用CO2激光器和YAG激光器,YAG激光器由于具有较高的平均功率,在它出现之后就成为激光点焊和激光缝焊的优选设备。激光焊接与电子束焊接

激光焊接工艺调研报告详解

激光焊接工艺调研报告引言 21世纪是现代科技高速发展的时代,而激光技术作为目前时代发展中人们所最为瞩目的可击之一,其不仅仅是应用于现代军事领域,同样随着激光技术的日益娴熟以及其本身的制造工艺和应用工艺的普遍化,未来能够在更多的行业得到广泛应用,其中就包括传统制造业。由于传统焊接本身更多是依赖于焊接人员自身的工作经验以及对于焊接目标的目测实现焊接,其往往精度存在一定的偏差性,很难实现高精度项目的作业,而激光焊接无疑能够有效解决这一难题,利用激光技术准确对现有的目标进行准确的焊接,从而大大提升了焊接的准确性和有效性。未来随着工业现代化的迅猛发展,激光焊接技术有着广阔的应用空间。鉴于此,本文主要通过对激光焊接技术的内涵以及分类出发,就目前国内外激光焊接技术研究现状进行综合性、系统性的分析,并由此结合未来制造业发展需求以及激光焊接的特点,对其未来的应用以及发展进行展望。 发展历程 世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生,因受限于晶体的热容量,只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达10^6瓦,但仍属于低能量输出。 使用钕(ND)为激发元素的钇铝石榴石晶棒(Nd:YAG)可产生1---8KW的连续单一波长光束。YAG激光,波长为1.06uM,可以通过柔性光纤连接到激光加工头,设备布局灵活,适用焊接厚度0.5-6mm。 使用CO2为激发物的CO2激光(波长10.6uM),输出能量可达25KW,可做出2mm板厚单道全渗透焊接,工业界已广泛用于金属的加工上。 20世纪80年代中期,激光焊接作为新技术在欧洲、美国、日本得到了广泛的关注。1985年德国蒂森钢铁公司与德国大众汽车公司合作,在Audi100车身上成功采用了全球第一块激光拼焊板。90年代欧洲、北美、日本各大汽车生产

激光焊接工艺详解

激光焊接工艺详解 随着科学技术的发展,近年来出现了激光焊接。那么什么是激光焊接呢?激光焊接的特点与优点又有哪些呢? 下图是激光焊接的工作原理: 首先,什么是激光?世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生,因受限于晶体的热容量,只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达106瓦,但仍属于低能量输出. 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束,假如焦点靠近工件,工件就会在几毫秒内熔化和蒸发,这一效应可用于焊接工艺高功率CO2及高功率YAG激光器的出现,开辟了激光焊接的新领域。激光焊接设备的关键是大功率激光器,主要有两大类,一类是固体激光器,又称Nd:YAG 激光器。Nd(钕)是一种稀土族元素,YAG代表钇铝柘榴石,晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm,主要优点是产生的光束可以通过光纤传送,因此可以省往复杂的光束传送系统,适用于柔性制造系统或远程加工,通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽车产业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器,又称CO2激光器,分子气体作工作介质,产生均匀为10.6μm的红外激光,可以连续工作并输出很高的功率,标准激光功率在2-5千瓦之间。 与其它传统焊接技术相比,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,施行非接触远间隔焊接,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。

激光焊接技术的优缺点

激光焊接技术的优缺点 激光焊接的优缺点有哪些?激光焊接技术作为一项激光加工技术, 激光焊接的工作原理: 激光焊接技术的优缺点 (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。 (5)当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现。 (6)能量转换效率太低,通常低于10%。

(7)焊道快速凝固,可能有气孔及脆化的顾虑。 (8)设备昂贵。为了消除或减少激光焊接的缺陷,更好地应用这一优秀的焊接方法,提出了一些用其它热源与激光进行复合焊接的工艺,主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源复合焊接、双激光束焊接以及多光束激光焊接等。此外还提出了各种辅助工艺措施,如激光填丝焊(可细分为冷丝焊和热丝焊)、外加磁场辅助增强激光焊、保护气控制熔池深度激光焊、激光辅助搅拌摩擦焊等。 (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10^4~10^6W/CM^2。 (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做文章一,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问分汽化,形成市压蒸

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