激光焊接機的質(zhì)量參數(shù)對焊接性能的影響

激光焊接機的質(zhì)量參數(shù)對焊接性能的影響

1.激光脈沖的能量

激光脈沖的能量:是指單個激光脈沖能最大輸出的能量，單位是J(焦耳)。這是激光器的一個主要參數(shù)，它決定了激光器所能產(chǎn)生的最大能量，按照模具修復(fù)的用途來說，激光能量在70J以下已經(jīng)能滿足任何場合的需要了，再大的能量也是白費，或根本用不上，而且?guī)砑す怆娫大w積和散熱器體積的不斷增大，降低了電源的使用效率。

2.激光束光斑直徑

激光光斑聚焦直徑:這是反映激光器設(shè)計性能的一個極為重要的參數(shù)，單位是(mm)，它決定了激光的功率密度和加工范圍。如果激光器的光學設(shè)計合理先進，激光能量集中，聚焦準確，能把激光光斑直徑控制在0.2mm-2mm的范圍，而能否把激光的聚焦直徑控制在 0.2mm是對激光發(fā)生器的一個嚴格的考驗。

國內(nèi)一般設(shè)計的激光器，由于只想降低成本，因此，激光的器件加工簡陋，設(shè)計并不嚴謹，激光在諧振腔里發(fā)散嚴重，導(dǎo)致難以準確聚焦，其激光器輸出的激光光斑直徑根本達不到標稱的0.2mm，而只能最小達到0.5mm，而由于激光的發(fā)散，令輸出的激光束不能呈規(guī)則的圓形，這就造成了激光實際照射區(qū)域過大，出現(xiàn)燒蝕焊縫的現(xiàn)象，即在焊縫的兩端出現(xiàn)不必要的激光照射而令焊縫兩端呈現(xiàn)凹陷，這種現(xiàn)象對于修補已經(jīng)拋光的模具影響尤為嚴重，有時甚至會令模具報廢。

激光器設(shè)計精良，選料嚴格，精心調(diào)試，使其激光器輸出的光束光斑直徑能進行精密的監(jiān)控，使聚焦光斑的大小最小能達到0.2mm，并能在0.2mm和2mm的范圍里進行無級調(diào)節(jié)，達到國際的先進水平。

3.激光脈沖的頻率

激光脈沖的頻率:這是反映激光器在一秒內(nèi)能打出多少個脈沖的能力，單位是(Hz)。首先需要說明的是，焊接金屬是使用激光的的能量，而在激光功率恒定的情況下，頻率越高，每個激光輸出的能量就越小，因此，我們需要在保證激光的能量足夠熔化金屬的情況下，考慮加工的速度，才能定出激光的輸出頻率。在激光修補磨具的場合，15Hz已經(jīng)能滿足焊接的需要了，過高的頻率勢必造成激光的脈沖能量過低，從而造成焊接失敗。

4.激光的脈沖波形及被焊材料的相對光吸收率

激光的脈沖波形:對于采用脈沖激光進行焊接的加工，激光脈沖波形在脈沖激光焊接中是一個重要的問題。當高強度的激光入射至材料的表面時，金屬表面會將60%~98%的激光能量反射掉，且反射率隨表面溫度變化。因此，不同的金屬對于激光的反射率和激光的利用率都不一樣，要進行有效的焊接就必須輸入不同波形的激光，這樣焊縫處的金屬組織才能在最佳的方式結(jié)晶，形成與基體金屬一致的組織，才能形成高質(zhì)量的焊縫。

國內(nèi)一般的機器都采用廉價的單波形激光電源，因此，其焊接的柔性較低，難以適應(yīng)多種模具材料的焊接，并且經(jīng)常要進行返工，大大浪費了焊接材料的時間，并可能造成模具的報廢。不同的金屬材料表面對激光的反射和吸收程度差別很大，而同一束激光對不同的金屬會產(chǎn)生不同的焊接效果，并影響其熔深、焊接速度、結(jié)晶速度和硬度，因此單一的矩形波焊接并不能解決不同的模具金屬焊接的要求。

5.節(jié)制特征:反饋節(jié)制方法、功率波形的抉擇

在抉擇激光功率波形時，一般來說，在輸入雷同的激光能量的條件下，脈寬越寬，焊斑越大;激光功率波形峰值功率越高，焊斑越深。