激光焊卡接常见工艺参数解读.docx

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1、激光卡焊接常见工艺参数解读激光焊接是激光加工技术应用的重要方面之一，更是21世纪最受瞩目、最有开展前景的焊 接技术。与传统焊接方法比照，激光焊接具有很多优势，焊接质量更高、效率更快。目前, 激光焊接技术已广泛应用于制造业、粉末冶金、汽车工业、电子工业、生物医学等各个领域。激光焊接原理激光焊接属于熔融焊，以激光束作为焊接热源，其焊接原理是：通过特定的方法激励活性介 质，使其在谐振腔中往返震荡，进而转化成受激辐射光束，当光束与工件相互接触时，其能 量那么被工件吸收，当温度高达材料的熔点时即可进行焊接。激光央半反射饯保护气体熨面光学传感痔焊接方向 反面光学传展浅.按焊接熔池形成的机理划分，激光焊接有

2、两种基本的焊接机理：热传导焊接和深熔（小孔） 焊接。热传导焊接时产生的热量通过热传递扩散至工件内部，使焊缝外表熔化，基本不产生 汽化现象，常用于低速薄壁构件的焊接。深熔焊使材料汽化，形成大量等离子体，由于热量 较大，熔池前端会出现小孔现象。深熔焊能彻底焊透工件，且输入能量大、焊接速度快，是 目前使用最广泛的激光焊接模式。激光焊接主要工艺参数影响激光焊接质量的工艺参数较多，如功率密度、激光脉冲波形、离焦量、焊接速度和辅助 吹保护气等。1、激光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

3、打孔、切割、雕 刻十分有利。对于较低功率密度，表层温度到达沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层 到达熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在热传导型激光焊接中，功率密度范围在 104-106W/cm2o 2、激光脉冲波形激光脉冲波形既是区别材料去除还是材料熔化的重要参数，也是决定加工设备体积及造价的 关键参数。当高强度激光束射至材料外表，材料外表将会有6090%的激光能量反射而损失 掉，尤其是金、银、铜、铝、钛等材料反射强、传热快。一个激光脉冲讯号过程中，金属的 反射率随时间而变化。当材料外表温度升高到熔点时，反射率会迅速下降，当外表处于熔化 状态时，反射稳定于某一值。3、激光脉冲宽度脉宽是脉冲

4、激光焊接的重要参数。脉宽由熔深与热影响分区确定，脉宽越长热影响区越大, 熔深随脉宽的1/2次方增加。但脉冲宽度的增大会降低峰值功率，因此增加脉冲宽度一般 用于热传导焊接方式，形成的焊缝尺寸宽而浅，尤其适合薄板和厚板的搭接焊。但是，较低 的峰值功率会导致多余的热输入，每种材料都有一个可使熔深到达最大的最正确脉冲宽度。4、离焦量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，所对应平面上的

5、功率密度近似相同，但实际上所获得的熔 池形状有一定差异。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。5、焊接速度焊接速度决定了焊接外表质量、熔深、热影响区等。焊接速度的快慢会影响单位时间内的热 输入量，焊接速度过慢，那么热输入量过大，导致工件烧穿，焊接速度过快，那么热输入量过小, 造成工件焊不透。通常采用降低焊接速度的方法来改善熔深。6、辅助吹保护气辅助吹保护气在高功率激光焊接中是必不可少的一道工序。一方面是为了防止金属材料溅射 而污染聚焦镜；另一方面是为了防止焊接过程中产生的等离子体过多聚焦，阻挡激光到达材 料外表。激光焊接过程常使用氢、氤、氮等气体保护熔池，使工件在焊接工程中免受氧

6、化。 保护气体种类和气流大小、吹气角度等因素对焊接结果有较大影响，不同的吹气方法也会对 焊接质量产生一定的影响。氮气不易电离（电离能量较高），可让激光顺利通过，光束能量不受阻碍地直达工件外表。 这是激光焊接时使用最有效的保护气体，但价格比拟贵。氤气比拟廉价，密度较大，所以保护效果较好。但它易受高温金属等离子体电离，结果屏蔽 了局部光束射向工件，减少了焊接的有效激光功率，也损害焊接速度与熔深。使用氤气保护 的焊件外表要比使用氯气保护时来得光滑。氮气作为保护气体最廉价，但对某些类型不锈钢焊接时并不适用，主要是由于冶金学方面问 题，如吸收，有时会在搭接区产生气孔。结语激光焊接作为一种新型焊接技术，具有高能量密度、高速度、高精度、深穿透、适应性强等 特点，其应用范围越来越广泛，不仅能提高生产效率，更提高了焊接质量，激光焊接技术必 将在材料加工领域发挥更重要的作用。