激光焊接機工藝培訓

1、激光焊接機工藝培訓激光焊接機工藝培訓 概述1、激光焊接是一種新興的焊接工藝，它相對各種傳統(tǒng)焊接最大的優(yōu)勢就是熱影響范圍小，變形小，焊縫精美。2、脈沖激光焊接一般用于點焊和中小功率的縫焊，焊接厚度一般不大于1mm。在脈沖激光焊中用到的一些名詞1、注入電功率：由激光電源提供給氙燈的電功率。其值P23.7I3/2。2、激光平均功率：實際輸出的激光功率，大約等于注入電功率的2-3。我們的機器上是幾十到幾百瓦。3、激光峰值功率：激光在實際出光時的瞬間功率。由于我們是使用脈沖激光，激光峰值功率等于平均功率除以占空比。在我們的機器上一般是幾個千瓦的數(shù)量級。激光波形解釋脈寬5ms頻率1000/20=50Hz峰

2、值功率1KW平均功率1520250W1在脈沖激光焊中用到的一些名詞激光功率密度：單位面積內(nèi)的激光功率。等于激光峰值功率除以光斑面積。用于焊接一般是104W/cm2 105W/cm2級別。激光脈沖能量：指單個脈沖所輸出的能量。由儲能電容容量、電壓和氙燈決定。這是一個重要的指標，在點焊的時候，單點能量的穩(wěn)定性對焊接的質(zhì)量影響很大。在脈沖激光焊中用到的一些名詞脈沖寬度：單個脈沖的時間。脈沖頻率：每秒鐘內(nèi)激光脈沖重復的次數(shù)。點距：相鄰兩個焊點間的距離。點距越小，焊接會越慢。畫圖時注意穿透焊和對接焊兩種。焊接速度：等于頻率乘以點距。表面對接焊點距說明穿透焊點距說明以下參數(shù)會對脈沖激光焊接造成影響一、吸收

3、率的影響二、功率密度的影響三、波形的影響四、脈寬的影響五、離焦量的影響六、聚焦透鏡焦距的影響七、焊接材料移動速度與出光頻率吸收率的影響1、波長越短，吸收率越高；2、一般導電性好的材料，反射率都很高； 對YAG激光來說，銀的反射率是96，鋁是92，銅90，鉑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。功率密度的影響1、功率密度直接影響表面材料的溫升時間，功率密度越大，溫度升得越快。拿不銹鋼來說，當注入功率密度在3.5104W/cm2的時候，材料表面會在1ms內(nèi)被加熱到熔點1500度，而注入功率在6.3104W/cm2時，材

4、料表面會在1ms內(nèi)被加熱到沸點2700度。根據(jù)這個資料，我們可以算出來對應WF200，SI600的光纖，100對100的鏡頭，使不銹鋼表面在1ms內(nèi)升溫到1500度約為20A，升到2700度約為29A。功率密度的影響2、當注入功率引起的材料溫度上升速度小于散熱的速度時，材料溫度下降。3、幾種常用材料在1ms內(nèi)升溫到各溫度點對應的功率密度：金屬金屬熔點熔點Ic1（W/cm2）沸點沸點Ic2（W/cm2）銅10831100002300234000鋁660410002062130000鐵1539870002700150000鋅4912500090645000鈦180030000320053000不銹

5、鋼150035000270063000波形的影響由于材料在固態(tài)和液態(tài)下對激光體現(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，這意味著如果不改變能量注入的波形，則隨著物質(zhì)表面狀態(tài)的變化，吸收的能量變多，出現(xiàn)氣化。溫度太低氣化波形的影響一般的，如果不考慮反射率的變化，要維持材料的表面溫度不變，則注入能量隨時間的變化大概如下圖所示： 考慮反射率波形的影響上面的波形都是針對點焊來說的，而縫焊時一般采用一個方波即可。如右圖所示：對于一些容易裂紋的材料，則需要在波形上加一段預熱和一段緩冷的時間，如右圖所示：預熱緩冷脈寬的影響1、設(shè)注入功率為I0時，需要時間t0后表面溫度達到T，熔深為h0，功率為I1

6、時需要時間為t1，熔深為h1，則有: I0 /I1=(t1 / t0)1/2 h1 /h0=(t1 / t0)1/22、達到同樣的熔深，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。3、如熱影響范圍有要求，則脈寬不能太大。4、脈寬增大到一定程度后，熔深不會再增加。離焦量的影響1、激光焦點并不等于聚焦鏡的焦點。2、離焦量聚焦鏡和工件間的距離焦距，為負值時就是負離焦，為正值就是正離焦。3、離焦量相同時，負離焦可以獲得更大的熔深，正離焦會得到更好的表面效果。4、離焦量為0時，焊接對高度最不敏感。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

7、從Df，得知聚焦鏡焦距越小，焦點光斑直徑越小，穿透力越強，對高度也越敏感。在一個波形變化周期內(nèi)焊接材料移動速度與出光頻率1、激光光點相對于工件焊點的移動速度：F 2、激光焊接機激光器的出光頻率：f 能量小的時候用大的速度，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，頻率放低進行焊接。連續(xù)穿透焊的一般工藝控制單點如果背面可以看到輕微變色的痕跡，那么在連續(xù)焊接的時候可以做到比較好的穿透焊結(jié)；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)焊接的時候會飛濺，甚至出現(xiàn)一條深坑。具體的要根據(jù)實際樣品調(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，否則就會出現(xiàn)焊穿的情況。幾種常用波形介紹模具補焊波形：幾種常用波形介紹點焊波形：幾種常用波形介紹不銹鋼焊接波形：幾種常用波形介紹銅鋁焊接（補焊）波形：幾種常用波