影响激光焊接机焊接质量的要素
激光焊接技术目前广泛应用于多个行业,逐渐取代传统焊接方法。激光焊接机在加工工件时具有提高工作功率、减少焊点的优势。它具有小热影响区、不易使薄壁金属变形、快速焊接速度和高精度定位的特点。自熔焊接无需焊丝,焊缝强度高,无污染、无穿孔,并且牢固美观。今天我们将讨论与激光焊接机焊接质量参数相关的因素。下面是小编为大家分享的内容,请一起了解一下:
一、激光脉冲波形
在进行脉冲激光焊接加工时,激光脉冲波形是一个重要的考虑因素。当高强度激光照射工件表面时,金属表面会反射60%~98%的激光能量,反射率会随着表面温度的变化而变化。因此,不同金属的激光反射率和激光利用率是不同的。为了有效地进行焊接,必须使用不同波形的激光,使焊缝处的金属结晶以最佳方式排列,与母材形成共同排列,从而形成高质量的焊缝。
通常情况下,国产焊接机使用廉价的单波形激光电源,因此焊接机的灵活性较低,很难适应各种模具数据的焊接,经常需要返工,这大大浪费了焊接数据的时间,可能导致模具失效。不同金属材料对激光的反射和吸收程度不同,同一束激光对不同金属的焊接效果也不同,这将影响焊接的熔深、焊接速度、结晶速度和硬度。因此,单一的矩形波焊接无法满足不同模具金属焊接的要求。
二、激光光斑直径
激光光斑直径是反映激光器设计功能的一个极其重要的参数,单位为毫米,它决定了激光器的功率密度和加工范围。如果激光器的光学设计合理先进,激光能量将被准确地收集和聚焦,激光光斑的直径可控制在0.2毫米至2毫米的范围内。而激光束的直径能否控制在0.2毫米是对激光发生器严峻考验的一个指标。
中国通常设计的激光器主要是为了降低成本,因此激光设备的加工粗糙,设计不细致。谐振腔中的激光发散严重,导致很难实现精确收集。输出的激光光斑直径根本无法达到标称的0.2毫米,只能达到最小的0.5毫米。然而,由于激光器的发散,输出的激光束无法形成规则圆形光斑,从而导致实际照射面积过大,并使焊缝烧蚀。
也就是说,焊缝的两端会出现不必要的激光束,导致焊缝两端下垂。这种现象会严重影响抛光模具的修复,有时甚至导致模具报废。而通普公司的激光器经过精心设计、严格选材和精密调试,使激光器输出的光斑直径得到精确控制,最小聚焦斑直径可达0.2毫米,并可在0.2毫米至2毫米范围内进行无级调节,达到了世界领先水平。
三、激光脉冲的频率
这是激光在一秒钟内能够产生的脉冲次数,单位为赫兹。就如同敲击金属,频率越高,每个脉冲的冲击力就越小。因此,在激光焊接过程中,我们需要平衡激光的输出能量和频率,以满足焊接速度的需求。在激光修磨工具的应用中,15Hz的频率已经足够满足焊接的要求。然而,频率过高可能会导致激光脉冲的能量过低,从而引发焊接故障。
四、激光脉冲的能量
这是指单个激光脉冲能够产生的最大能量,单位为焦耳。这个参数是激光器的主要特性之一,决定了激光可以产生的最大能量。根据模具校正的应用需求,70焦耳以下的激光能量已经可以满足各种场合的需求。对于一些不需要能量或者根本无法使用的场合,这一点尤为重要。此外,随着激光电源和辐射器体积的增大,使用的功率也在逐渐降低。
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