激光焊接工藝特點(diǎn)及其影響因素
l、激光的投入能量密度。調(diào)整激光照射能量密度的方法主要有:
A、調(diào)整激光輸出能量(調(diào)整激發(fā)電壓)
B、調(diào)整光斑大小(調(diào)節(jié)出射焦距)
C、改變光斑中的能量分布(改變光纖類(lèi)型:峰形輸出型——GI型光纖、梯 形輸出型——SI型光纖)
D、改變出射脈沖的寬度和波形
2、材料反射率
大多數(shù)金屬在激光開(kāi)始照射時(shí),會(huì)將大部分激光能量反射掉,所以,焊接過(guò)程開(kāi)始的瞬間,要相應(yīng)提高光束的功率。采用脈沖激光縫焊工藝時(shí),可以通過(guò)接入引弧板來(lái)保證整個(gè)焊接段的品質(zhì)一致性。當(dāng)金屬表面開(kāi)始熔化或汽化后,其反射率迅速降低。
影響材料對(duì)激光束吸收的主要因素
1、溫度 室溫時(shí)金屬材料兩激光的吸收率一般在20℃以下;當(dāng)金屬溫度達(dá)到烙點(diǎn)產(chǎn)生熔融和氣化后吸收率上升到40~50%;當(dāng)接近沸點(diǎn)時(shí)吸收率可高達(dá)90%。
材料的直流電阻率
材料對(duì)激光的吸收率與材料的直流電阻率的平方根成正比、與激光波長(zhǎng)的方根成反比關(guān)系。
2、激光束的入射角
入射角越大,吸收率越小。當(dāng)激光垂直于金屬表面照射時(shí),金屬對(duì)激光的吸 收率zui大。但通常為了保護(hù)激光出射鏡頭,需要維持一定的入射角。
材料的表面狀態(tài)
為了低反射率,可在金屬表面涂上薄薄一層金屬粉,但兩者必須是能夠形成 合金的。如銅、金、銀可覆蓋薄銳層,此時(shí)在同樣熔深的情況下,焊接所需的能量大約為原來(lái)銅、金、銀所需的四分一。
3、聚焦性和離焦量
品質(zhì)優(yōu)良的YAG激光焊接裝置,其聚焦性(光斑大小)是通過(guò)裝置本身的光路同軸精度、輸出光纖和出射頭的成像比等來(lái)保證。以激光出射焦點(diǎn)正好落在工作上面時(shí)的位置為零。離焦量是指焦點(diǎn)離開(kāi)這個(gè)零點(diǎn)的距離量。焦點(diǎn)位置超過(guò)零點(diǎn)位置時(shí)叫負(fù)離焦(焦點(diǎn)深入到工件內(nèi)部),其距離值為負(fù)離焦量。反之,焦點(diǎn)不到零點(diǎn)的距離數(shù)值為正離焦量。要獲得較大的熔深,可將焦點(diǎn)位置選擇在工件內(nèi)部某一位置上,即采用負(fù)離焦量進(jìn)行焊接。
4、焊接的穿入深度
脈沖激光焊接時(shí),主要是以傳熱熔化方式進(jìn)行的。激光束本身對(duì)金屬的直接穿入深度是有限的,其主要取決于材料的導(dǎo)溫系數(shù)(導(dǎo)溫系數(shù)大的則穿入深度大),而不是激光器的功率大小。