激光焊接機(jī)工藝培訓(xùn)講解

1、激光焊接機(jī)工藝培訓(xùn)O深圳海滔概述O 1、激光焊接是一種新興的焊接工藝，它 相對(duì)各種傳統(tǒng)焊接最大的優(yōu)勢(shì)就是熱影響 范圍小，變形小，焊縫精美。2、脈沖激光焊接一般用于點(diǎn)焊和中小功率的縫焊，焊接厚度一般不大于1mm。O 1、注入電功率：由激光電源提供給毎燈的電功 率。其值 P=23.7XI3/2Oo 2、激光平均功率：實(shí)際輸出的激光功率，大約 等于注入電功率的2-3%.我們的機(jī)器上是幾十 到兒百瓦。激光峰值功率：激光在買際出光時(shí)的瞬間功由于我們是使用脈沖激光，激光峰值功率等O 在我們的機(jī)器上一般是激光波形解釋脈寬=5ms頻率=1000/20 = 50Hz峰值功率=1KW平均功率=1X5F2O = 2

2、5OWO 激光功率密度：?jiǎn)挝幻娣e內(nèi)的激光功率。等于激 光峰值功率除以光斑面積 C 用于焊接-般是104W/cm2105W/cm2級(jí)別。o 激光脈沖能量：指單個(gè)脈沖所輸出的能量。由儲(chǔ) 能電容容量、電壓和毎燈決定。這是一個(gè)重要的 指標(biāo)，在點(diǎn)焊的時(shí)候，單點(diǎn)能量的穩(wěn)定性對(duì)焊接 的質(zhì)量影響很大。在脈沖激光焊中用到的一些名詞o 脈沖寬度：?jiǎn)蝹€(gè)脈沖的時(shí)間。O 脈沖頻率：每秒鐘內(nèi)激光脈沖重復(fù)的次數(shù)。O 點(diǎn)距：相鄰兩個(gè)焊點(diǎn)間的距離。點(diǎn)距越小，焊接 會(huì)越慢。畫圖時(shí)注意穿透焊和對(duì)接焊兩種。O 焊接速度：等于頻率乘以點(diǎn)距。表面對(duì)接焊點(diǎn)距說明這是一個(gè)穿透焊的示意圖，紅 線為溶池，從表面來看，重疊 率是50%,但是，在兩

3、層材料之間，卻幾乎沒有重疊，這樣 就無法達(dá)到密封的效果。所以, 穿透密封焊的時(shí)候，重疊率應(yīng)該要根據(jù)板厚做適當(dāng)調(diào)整。以下參數(shù)會(huì)對(duì)脈沖激光焊接造成影響O一、吸收率的影響O二、功率密度的影響。三、波形的影響O四、脈寬的影響O五、離焦量的影響。六、聚焦透鏡焦距的影響。七、焊接材料移動(dòng)速度與出光頻率吸收率的影響O 1、波長(zhǎng)越短，吸收率越高；o2、一般導(dǎo)電性好的材料，反射率都很高；對(duì)YAG激光來說，銀的反射率是96%,鋁是92%,銅90%,鉗89%,而鐵只有60%。3、溫度越高，吸收率越高，呈線性關(guān)系。4、表面涂層的影響，一般涂磷酸鹽、碳黑、 石墨等以提高吸收率。0 1、功率密度直接影響表面材料的溫升吋間

4、， 功率密度越大，溫度升得越快。拿不銹鋼來 說，當(dāng)注入功率密度A3.5xio4w/cm2的時(shí) 候，材料表面會(huì)在1ms內(nèi)被加熱到熔點(diǎn)1500度，而注入功率在6.3X 104W/cm2時(shí)，材料 表面會(huì)在1ms內(nèi)被加熱到沸點(diǎn)2700度。根據(jù) 這個(gè)資料，我們可以算出來對(duì)應(yīng)WF200, SI600的光纖，：L00對(duì)100的鏡頭，使不銹 鋼表面在1ms內(nèi)升溫到1500度約為20A,升 至U2700度約為29A。功率密度的影響o 2、當(dāng)注入功率引起的材料溫度上升速度小于散 熱的速度時(shí)，材料溫度下降。o 3、兒種常用材料在 Ims 內(nèi)升溫到各溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng) 的功率密度：金熔Ic沸Ic銅101123鋁6620鐵15

5、27鋅4990鈦1832不1527O 由于材料在固態(tài)和液態(tài)下對(duì)激光體現(xiàn)出不同 的吸收率，在固態(tài)下反射率較高，而液態(tài)下 較低，這意味著如杲不改變能量注入的波形, 則隨著物質(zhì)表血狀態(tài)的變化，吸收的能量變 多，出現(xiàn)氣化。波形的影響O 一般的，如來不考慮反射率的變化，要維持材 料的表面溫度不變，則注入能量隨時(shí)間的變化 大概如下圖所示：O 上面的波形都是針對(duì)點(diǎn) 焊來說的，而縫焊時(shí)一 般采用一個(gè)方波即可。 如右圖所示：O 對(duì)于一些容易裂紋的材 料，則需要在波形上加 一段預(yù)熱和一段緩冷的 時(shí)間，如右圖所示：脈寬的影響O 1、設(shè)注入功率為 I。時(shí)，需要時(shí)間 to 后表面溫度達(dá)到 T，熔深為 ho,功率為耳時(shí)需

6、耍時(shí)間為口，熔深 為h,則有：Io/IZ/ to)hi /h0=(t1/o 2、達(dá)到同樣的熔深，有兩種方式：增加功率密 度和增加脈寬，增加功率密度可以讓輸入能量降 低，增加脈寬可以讓焊接更加穩(wěn)定。o 3、如熱影響范圍有要求，則脈寬不能太大。o 4、脈寬增人到一定程度后，熔深不會(huì)再增加。O 1、激光焦點(diǎn)并不等于聚焦鏡的焦點(diǎn)。2、離焦量=聚焦鏡和工件間的距離一焦 距，力負(fù)值時(shí)就是負(fù)離焦，為正值就是正 離焦。3、離焦量相同時(shí)，負(fù)離焦可以獲得更夬 的熔深，正離焦會(huì)得到更好的表而效果。4、離焦量為0時(shí)，焊接對(duì)高度最不敏感。5、采用何種離焦方式，要視具體情況而 定。聚焦鏡焦距的影響。從D=fe,得知聚焦鏡

7、焦距越小，焦點(diǎn)光 斑直徑越小，穿透力越強(qiáng)，對(duì)高度也越敏在一個(gè)波形變化周期內(nèi)焊接材料移動(dòng)速度與出光頻率O 1激光光點(diǎn)相對(duì)于工件焊點(diǎn)的移動(dòng)速度：F。2、激光焊接機(jī)激光器的出光頻率：fo能量小的時(shí)候用大的速度，高的頻率可以 增加產(chǎn)量；但是如果能量大的話可能出現(xiàn) 溫度過高、飛濺等狀況。如果能量要求大，熔深要求很深，可以把 速度放慢，頻率放低進(jìn)行焊接。連續(xù)穿透焊的一般工藝控制O單點(diǎn)如果背面可以看到輕微變色的痕跡，那 么在連續(xù)焊接的時(shí)候可以做到比較好的穿透 焊結(jié)：O如果背面看到明顯的痕跡，甚至可以感覺到 已經(jīng)穿透，那么，在連續(xù)焊接的時(shí)候會(huì)飛濺, 甚至出現(xiàn)一條深坑。O具體的要根據(jù)實(shí)際樣品調(diào)整焦距和能量大小 以及波形。越薄的材料，所需要的光斑越小，否則就會(huì) 出現(xiàn)焊穿的情況。幾種常用波形介紹O模具補(bǔ)焊波形:幾種常用波形介紹O不銹鋼焊接波形：。銅鋁焊接（補(bǔ)焊）波形:幾種常用波形介紹。鋅材焊