激光焊接機常用焊接參數 激光焊接機怎么調焦點

一、激光焊接機常用焊接參數

影響激光焊接質量的工藝參數較多，如功率密度、激光脈沖波形、離焦量、焊接速度和輔助吹保護氣等。

1、激光功率密度

功率密度是激光加工中最關鍵的參數之一。采用較高的功率密度，在微秒時間范圍內，表層即可加熱至沸點，產生大量汽化。因此，高功率密度對于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻十分有利。對于較低功率密度，表層溫度達到沸點需要經歷數毫秒，在表層汽化前，底層達到熔點，易形成良好的熔融焊接。因此，在熱傳導型激光焊接中，功率密度范圍在104-106W/cm2。

2、激光脈沖波形

脈沖波形在焊接中是一個重要問題，尤其對于薄片焊接更為重要。當高強度激光束射至材料表面，材料表面將會有60～90%的激光能量反射而損失掉，尤其是金、銀、銅、鋁、鈦等材料反射強、傳熱快。一個激光脈沖訊號過程中，金屬的反射率隨時間而變化。當材料表面溫度升高到熔點時，反射率會迅速下降，當表面處于熔化狀態時，反射穩定于某一值。

3、激光脈沖寬度

脈寬是脈沖焊接的重要參數之一，它既是區別于材料去除和材料熔化的重要參數，也是決定加工設備造價及體積的關鍵參數。脈寬由熔深與熱影響分區確定，脈寬越長熱影響區越大，熔深隨脈寬的1/2次方增加。但脈沖寬度的增大會降低峰值功率，因此增加脈沖寬度一般用于熱傳導焊接方式，形成的焊縫尺寸寬而淺，尤其適合薄板和厚板的搭接焊。但是，較低的峰值功率會導致多余的熱輸入，每種材料都有一個可使熔深達到最大的最佳脈沖寬度。

4、離焦量

激光焊接通常需要一定的離焦量，因為激光焦點處光斑中心的功率密度過高，容易蒸發成孔。離開激光焦點的各平面上，功率密度分布相對均勻。離焦方式有兩種：正離焦與負離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負離焦。按幾何光學理論，當正負離焦平面與焊接平面距離相等時，所對應平面上的功率密度近似相同，但實際上所獲得的熔池形狀有一定差異。負離焦時，可獲得更大的熔深，這與熔池的形成過程有關。

5、焊接速度

焊接速度決定了焊接表面質量、熔深、熱影響區等。焊接速度的快慢會影響單位時間內的熱輸入量，焊接速度過慢，則熱輸入量過大，導致工件燒穿，焊接速度過快，則熱輸入量過小，造成工件焊不透。通常采用降低焊接速度的方法來改善熔深。

6、輔助吹保護氣

輔助吹保護氣在高功率激光焊接中是必不可少的一道工序。一方面是為了防止金屬材料濺射而污染聚焦鏡；另一方面是為了防止焊接過程中產生的等離子體過多聚焦，阻擋激光到達材料表面。激光焊接過程常使用氦、氬、氮等氣體保護熔池，使工件在焊接工程中免受氧化。保護氣體種類和氣流大小、吹氣角度等因素對焊接結果有較大影響，不同的吹氣方法也會對焊接質量產生一定的影響。

二、激光焊接機怎么調焦點

激光焊接機聚焦的激光束在焦點附近有一個束腰，束腰的最小截面處是透鏡的焦平面，也就是最小光斑的所處位置。焦深隨焦數增加面增加。在焦深范圍內，功率密度變化較小。

激光焊接機怎么調焦點，重點提示如果沒有經過專門的技術培訓，請不要進行下列操作，因為激光焊接機激光器以及焦點的調整必須由經過專門培訓的人員進行，否則會因激光器失調或調偏造成光路上其它組件的損壞。

1、檢查基準光源

紅色的半導體激光是整個光路的基準，必須首先確保其準確性。用一個簡易的高度規檢查紅光是否與光具座導軌頂面平行，并處于光具座兩條導軌間的中心線上，如出現偏差，可以通過6個緊固螺釘進行調整。調整好后注意再檢查一遍所有緊固螺釘是否已經完全擰緊。

2、調整輸出鏡（輸出介質膜片）位置

調整輸出鏡前，應將裝有YAG棒的聚光腔拿開，以免因光路中YAG棒的折射偏差影響調整的準確性。

輸出介質膜片的準確位置應該是使紅光位于其中心位置并能將紅光完全反射回紅光的出射孔，否則應通過膜片架的旋鈕進行仔細調整。注意調整完后應將膜片架調節旋鈕上的鎖緊圈完全鎖緊，確保其位置的穩定性，然后再一次檢查其反射光的位置是否保持在原位。

3、檢查YAG棒的安裝位置

用透明膠紙分別貼在YAG棒套的兩端，觀察紅光光斑是否在兩個棒套管的正中間位置，如有偏差，應通過調整聚光腔的位置加以修正。然后觀察YAG棒的反射光位置，應與紅光的出射孔重合，否則在兼顧紅光盡可能保持在棒套管中心位置的前提下調整聚光腔的位置，使反射光盡量與出射孔靠攏，至少應保證調整到與出射孔的偏差小于1mm。

4、調整全反鏡（全反介質膜片）位置

第一步：檢查紅光是否在介質膜片的中間位置，否則應調整介質膜片架的安裝位置使紅光在介質膜片的中心。

第二步：粗調介質膜片架旋鈕，使紅光反射回出射孔。

第三步：開啟激光，200A左右，脈寬調整到約2ms，重復頻率調整到0Hz，踩一下腳踏開關使脈沖氙燈閃光，此時用完全暴光的全黑像紙放在輸出鏡前，可以觀察到有激光輸出，反復調整膜片架的兩個旋鈕，使輸出光斑最圓且均勻，然后逐漸降低電流至120A左右，進一步反復仔細地微調旋鈕，盡可能使打到像紙上的光斑最圓且最強部分集中在光斑中心。

第四步：檢查激光是否與紅光重合，將像紙固定在激光輸出鏡的前端并盡量遠離輸出鏡的位置，發出一個激光脈沖，觀察像紙上的光斑中心是否與紅光中心重合，如不重合，可以微調輸出鏡和全反鏡，使光斑與紅光重合，然后再將像紙固定在離激光器輸出鏡800~1000mm的地方，再次檢查光斑是否與紅光重合。如能較好地重合，激光器即調整到了最佳狀態。

第五步：鎖緊各個調節旋鈕，再一次檢查像紙上的光斑是否良好，并與紅光同軸。否則應重新調整。

5、檢查光閘的位置

人工旋轉反射鏡片支架，將光閘推至擋光位置，觀察紅光是否在鏡片的中間，其反射光是否位于光束終止器中心的吸收錐體上，如位置不正確可稍加調整，最后，應特別注意仔細檢查一下光閘反射鏡片是否清潔，受污染的鏡片在使用中很快會炸裂。

激光焊接時熔池的熔探和形狀除了與材料本身的熱物理性質有關外，主要受激光光斑性質、功率密度、焊接速度，以及保護氣體等因素影響。