激光焊接机深熔焊接的主要工艺参数
2023-01-10来源：网络作者：网络标签：激光焊接机
激光焊接机深熔焊接的主要工艺参数
激光焊接机，又常称为激光焊机、镭射焊机，是资料加工激光焊接时用的机器。
（1）激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦到达或超越此值，熔深会大幅度进步。只有当工件上的激光功率密度超越阈值（与资料有关），等离子体才会发生，这标志着安稳深熔焊的进行。假如激光功率低于此阈值，工件仅发生外表熔化，也即焊接以安稳热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔构成的临界条件邻近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不安稳焊接进程，导致熔深波动很大。激光深熔焊时，激光功率同时操控熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。一般来说，对必定直径的激光束，熔深随着光束功率进步而添加。
（2）光束焦斑。光束斑驳巨细是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。但对高功率激光来说，对它的丈量是一个难题，虽然已经有许多间接丈量技能。
光束焦点衍射极限光斑尺度可以根据光衍射理论核算，但因为聚集透镜像差的存在，实际光斑要比核算值偏大。最简单的实测办法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后丈量焦斑和穿孔直径。这种办法要经过丈量实践，掌握好激光功率巨细和光束作用的时刻。
（3）资料吸收值。资料对激光的吸收取决于资料的一些重要功能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。
影响资料对激光光束的吸收率的因素包含两个方面：首先是资料的电阻系数，经过对资料抛光外表的吸收率丈量发现，资料吸收率与电阻系数的平方根成正比，而电阻系数又随温度而改变；其次，资料的外表状态（或者光洁度）对光束吸收率有较重要影响，从而对焊接作用发生明显作用。
CO2激光器的输出波长通常为10.6μm，陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等非金属对它的吸收率在室温就很高，而金属资料在室温时对它的吸收很差，直到资料一旦熔化甚至气化，它的吸收才急剧添加。选用外表涂层或外表生成氧化膜的办法，进步资料对光束的吸收很有用。
（4）焊接速度。焊接速度对熔深影响较大，进步速度会使熔深变浅，但速度过低又会导致资料过度熔化、工件焊穿。所以，对必定激光功率和必定厚度的某特定资料有一个合适的焊接速度范围，并在其中相应速度值时可获得最大熔深。
（5）维护气体。激光焊接进程常运用惰性气体来维护熔池，当某些资料焊接可不计较外表氧化时则也可不考虑维护，但对大多数应用场合则常运用氦、氩、氮等气体作维护，使工件在焊接进程中免受氧化。
氦气不易电离（电离能量较高），可让激光顺畅经过，光束能量不受阻止地直达工件外表。这是激光焊接时运用最有用的维护气体，但价格比较贵。
氩气比较廉价，密度较大，所以维护作用较好。但它易受高温金属等离子体电离，结果屏蔽了部分光束射向工件，减少了焊接的有用激光功率，也损害焊接速度与熔深。运用氩气维护的焊件外表要比运用氦气维护时来得光滑。
氮气作为维护气体最廉价，但对某些类型不锈钢焊接时并不适用，主要是因为冶金学方面问题，如吸收，有时会在搭接区发生气孔。
运用维护气体的第二个作用是维护聚集透镜免受金属蒸气污染和液体熔滴的溅射。特别在高功率激光焊接时，因为其喷出物变得非常有力，此时维护透镜则更为必要。
维护气体的第三个作用是对遣散高功率激光焊接发生的等离子屏蔽很有用。金属蒸气吸收激光束电离成等离子云，金属蒸气周围的维护气体也会因受热而电离。假如等离子体存在过多，激光束在某种程度上被等离子体耗费。等离子体作为第二种能量存在于作业外表，使得熔深变浅、焊接熔池外表变宽。经过添加电子与离子和中性原子三体磕碰来添加电子的复合速率，以降低等离子体中的电子密度。中性原子越轻，磕碰频率越高，复合速率越高；另一方面，只有电离能高的维护气体，才不致因气体自身的电离而添加电子密度。
从表可知，等离子体云尺度与选用的维护气体不同而改变，氦气最小，氮气次之，运用氩气时最大。等离子体尺度越大，熔深则越浅。形成这种不同的原因首先因为气体分子的电离程度不同，别的也因为维护气体不同密度引起金属蒸气分散不同。
激光焊接机，又常称为激光焊机、镭射焊机，是资料加工激光焊接时用的机器。
（1）激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦到达或超越此值，熔深会大幅度进步。只有当工件上的激光功率密度超越阈值（与资料有关），等离子体才会发生，这标志着安稳深熔焊的进行。假如激光功率低于此阈值，工件仅发生外表熔化，也即焊接以安稳热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔构成的临界条件邻近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不安稳焊接进程，导致熔深波动很大。激光深熔焊时，激光功率同时操控熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。一般来说，对必定直径的激光束，熔深随着光束功率进步而添加。
（2）光束焦斑。光束斑驳巨细是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。但对高功率激光来说，对它的丈量是一个难题，虽然已经有许多间接丈量技能。
光束焦点衍射极限光斑尺度可以根据光衍射理论核算，但因为聚集透镜像差的存在，实际光斑要比核算值偏大。最简单的实测办法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后丈量焦斑和穿孔直径。这种办法要经过丈量实践，掌握好激光功率巨细和光束作用的时刻。
（3）资料吸收值。资料对激光的吸收取决于资料的一些重要功能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。
影响资料对激光光束的吸收率的因素包含两个方面：首先是资料的电阻系数，经过对资料抛光外表的吸收率丈量发现，资料吸收率与电阻系数的平方根成正比，而电阻系数又随温度而改变；其次，资料的外表状态（或者光洁度）对光束吸收率有较重要影响，从而对焊接作用发生明显作用。
CO2激光器的输出波长通常为10.6μm，陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等非金属对它的吸收率在室温就很高，而金属资料在室温时对它的吸收很差，直到资料一旦熔化甚至气化，它的吸收才急剧添加。选用外表涂层或外表生成氧化膜的办法，进步资料对光束的吸收很有用。
（4）焊接速度。焊接速度对熔深影响较大，进步速度会使熔深变浅，但速度过低又会导致资料过度熔化、工件焊穿。所以，对必定激光功率和必定厚度的某特定资料有一个合适的焊接速度范围，并在其中相应速度值时可获得最大熔深。
（5）维护气体。激光焊接进程常运用惰性气体来维护熔池，当某些资料焊接可不计较外表氧化时则也可不考虑维护，但对大多数应用场合则常运用氦、氩、氮等气体作维护，使工件在焊接进程中免受氧化。
氦气不易电离（电离能量较高），可让激光顺畅经过，光束能量不受阻止地直达工件外表。这是激光焊接时运用最有用的维护气体，但价格比较贵。
氩气比较廉价，密度较大，所以维护作用较好。但它易受高温金属等离子体电离，结果屏蔽了部分光束射向工件，减少了焊接的有用激光功率，也损害焊接速度与熔深。运用氩气维护的焊件外表要比运用氦气维护时来得光滑。
氮气作为维护气体最廉价，但对某些类型不锈钢焊接时并不适用，主要是因为冶金学方面问题，如吸收，有时会在搭接区发生气孔。
运用维护气体的第二个作用是维护聚集透镜免受金属蒸气污染和液体熔滴的溅射。特别在高功率激光焊接时，因为其喷出物变得非常有力，此时维护透镜则更为必要。
维护气体的第三个作用是对遣散高功率激光焊接发生的等离子屏蔽很有用。金属蒸气吸收激光束电离成等离子云，金属蒸气周围的维护气体也会因受热而电离。假如等离子体存在过多，激光束在某种程度上被等离子体耗费。等离子体作为第二种能量存在于作业外表，使得熔深变浅、焊接熔池外表变宽。经过添加电子与离子和中性原子三体磕碰来添加电子的复合速率，以降低等离子体中的电子密度。中性原子越轻，磕碰频率越高，复合速率越高；另一方面，只有电离能高的维护气体，才不致因气体自身的电离而添加电子密度。
从表可知，等离子体云尺度与选用的维护气体不同而改变，氦气最小，氮气次之，运用氩气时最大。等离子体尺度越大，熔深则越浅。形成这种不同的原因首先因为气体分子的电离程度不同，别的也因为维护气体不同密度引起金属蒸气分散不同。
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