激光焊接作為一種新型焊接技術(shù)，具有高能量密度、高速度、高精度、深穿透、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在材料加工領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。激光焊接過程中常見的工藝參數(shù)主要包括以下幾個(gè)。

1. 功率密度

功率密度是激光加工中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。采用較高的功率密度，在微秒時(shí)間范圍內(nèi)，材料表層即可加熱至沸點(diǎn)，產(chǎn)生大量汽化，這對(duì)于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻十分有利。對(duì)于較低功率密度，表層溫度達(dá)到沸點(diǎn)需要經(jīng)歷數(shù)毫秒，在表層汽化前，底層達(dá)到熔點(diǎn)，易形成良好的熔融焊接。因此，在傳導(dǎo)型激光焊接中，功率密度范圍通常在10^4~10^6W/cm2。

2. 激光脈沖波形

激光脈沖波形在激光焊接中是一個(gè)重要參數(shù)，尤其對(duì)于薄片焊接更為重要。當(dāng)高強(qiáng)度激光束射至材料表面，金屬表面將會(huì)有60~98%的激光能量反射而損失掉，且反射率隨表面溫度變化。在一個(gè)激光脈沖作用期間內(nèi)，金屬反射率的變化很大。

▲不同材質(zhì)的激光焊接脈沖波形

3. 激光脈沖寬度

脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一，它既是區(qū)別于材料去除和材料熔化的重要參數(shù)，也是決定加工設(shè)備造價(jià)及體積的關(guān)鍵參數(shù)。脈寬由熔深與熱影響區(qū)確定，脈寬越長(zhǎng)熱影響區(qū)越大，熔深隨脈寬的1/2次方增加。

4. 離焦量

激光焊接通常需要一定的離焦量，因?yàn)榧す饨裹c(diǎn)處光斑中心的功率密度過高，容易蒸發(fā)成孔。離焦方式有兩種：正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負(fù)離焦。正負(fù)離焦平面與焊接平面距離相等時(shí)，所對(duì)應(yīng)平面上的功率密度近似相同，但實(shí)際上所獲得的熔池形狀有一定差異。負(fù)離焦時(shí)，可獲得更大的熔深；焊接薄材料時(shí)，宜用正離焦。

5. 焊接速度

焊接速度決定了焊接表面質(zhì)量、熔深、熱影響區(qū)等。焊接速度的快慢會(huì)影響單位時(shí)間內(nèi)的熱輸入量。焊接速度過慢，則熱輸入量過大，可能導(dǎo)致工件燒穿；焊接速度過快，則熱輸入量過小，可能造成工件焊不透。

6. 輔助吹保護(hù)氣

輔助吹保護(hù)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(chǎn)生的等離子體過多聚焦，阻擋激光到達(dá)材料表面。激光焊接過程常使用氦、氬、氮等氣體保護(hù)熔池，使工件在焊接過程中免受氧化。保護(hù)氣體種類、氣流大小、吹氣角度等因素對(duì)焊接結(jié)果有較大影響，不同的吹氣方法也會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。

▲CRT激光焊接系統(tǒng)

綜上所述，激光焊接的工藝參數(shù)眾多，且相互之間存在復(fù)雜的關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中，結(jié)合CRT-DMC2600ML激光焊接示教系統(tǒng)，需要根據(jù)具體的焊接需求和材料特性，合理選擇和調(diào)整這些參數(shù)，以獲得最佳的焊接效果。

審核編輯 黃宇