脈沖激光焊機(jī)工藝特點(diǎn)

激光焊屬于熔化焊接，以激光束為能源，沖擊在焊件接頭上。激光束可由平面光學(xué)元件(如鏡子)導(dǎo)引，隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上.激光焊屬非接觸式焊接，作業(yè)過程不需加壓，但需使用惰性氣體以防熔池氧化，有時(shí)也使用填充金屬。

脈沖激光焊機(jī)類似于點(diǎn)焊，其加熱斑點(diǎn)很小，為微米級(jí)，每個(gè)激光脈沖在金屬件上形成一個(gè)焊點(diǎn)。主要用于微型、精密元件和微電子元件的焊接，是以點(diǎn)焊或由焊點(diǎn)搭接成的縫焊方式進(jìn)行的。常用于脈沖激光焊的激光器有紅寶石激光器、釹玻璃激光器和YAG激光器等幾種。

脈沖激光焊機(jī)工藝參數(shù)

脈沖激光焊機(jī)有四個(gè)主要焊接參數(shù):脈沖能量、脈沖寬度、功率密度和離焦量。

①脈沖能量和脈沖寬度

脈沖激光焊時(shí)，脈沖能量決定加熱能量大小，主要影響金屬的熔化量， 脈沖寬度決定焊接加熱時(shí)間，影響熔深及熱影響區(qū)的大小。脈沖加寬，熔深逐漸增加，當(dāng)脈沖寬度超過某一臨界值時(shí)，熔深反而下降。脈沖能量一定時(shí)，對(duì)于不同的材料，各存在一個(gè)最佳脈沖寬度，此時(shí)焊接熔深最大。鋼件焊接的最佳脈沖寬度為5~8ms。

脈沖能量主要取決于材料的熱物理性能，特別是熱導(dǎo)率和熔點(diǎn)。導(dǎo)熱性好、熔點(diǎn)低的金屬易獲得較大的熔深。脈沖能量和脈沖寬度在焊接時(shí)有一定的關(guān)系， 隨著材料厚度與性質(zhì)的不同而變化。

② 功率密度

激光斑點(diǎn)的功率密度較小時(shí)，焊接以熱導(dǎo)焊的方式進(jìn)行，焊點(diǎn)的直徑和熔深由熱傳導(dǎo)決定。當(dāng)功率密度達(dá)到一定值(10°W/cm2) 后，焊接過程中產(chǎn)生小孔效應(yīng)，形成深寬比大于1的深熔焊點(diǎn)，這時(shí)金屬雖有少量蒸發(fā)，并不影響焊點(diǎn)的形成。但功率密度過大后，金屬蒸發(fā)劇烈，導(dǎo)致汽化金屬過多，形成-個(gè)不能被液態(tài)金屬填滿的小孔，難以形成牢固的焊點(diǎn)。

③離焦量

離焦量是指焊接時(shí)焊件表面離聚焦激光束最小斑點(diǎn)的距離(也稱人焦量)。 離焦方式有兩種:正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方稱為正離焦，反之稱為負(fù)離焦。激光束通過透鏡聚焦后，有一個(gè)最小光斑直徑，如果焊件表面與之重合，則離焦量F=0;如果焊件表面在其下方，則F>0，為正離焦量:反之則F<0，為負(fù)離焦量。

改變離焦量，可以改變激光加熱斑點(diǎn)的大小和光束人射狀況。但離焦量太大會(huì)便光斑直徑變大，降低光斑上的功率密度，使熔深減小。

脈沖激光焊時(shí)通常把反射率低、熱導(dǎo)率大、厚度較小的金屬選為上片:細(xì)絲與薄膜焊接前可先在絲端熔結(jié)直徑為絲徑2~3倍的小球，以增大接觸面和便于激光束對(duì)準(zhǔn)。脈沖激光焊也可用于薄板縫焊，這時(shí)焊接速度v=df(1-K),式中d為焊點(diǎn)直徑，f為脈沖頻率，K為重疊系數(shù)(依板厚取0.3~0.9)。