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说说激光自动焊接机技术的特点和激光束的能量特性

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说说激光自动焊接机技术的特点和激光束的能量特性

发布日期:2018-05-31 作者:优凯设备 点击:

激光自动焊接机是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光自动焊接机是激光材料加工技术应用的重要方面之一。激光自动焊接机可以采用连续或脉冲激光束加以实现,激光自动焊接机的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;功率密度大于105~107 W/cm2时,金属表面受热作用下凹成“孔穴”,形成深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大的特点。


激光自动焊接机技术的特点:

1.焊点极。嚎删劢钩芍本1微米以下的光斑,因光斑小特别适用于焊接微型零件,同时也可以获得较大的光斑,以此来满足不同的需要。

2.无热损伤:传到工件表面的能量,仅为10nm的工件表层所吸收,能量只集中并保持在加工部份。激光作用的时间短,冷却极快,可避免热损伤。例如,集成电路用脉冲激光自动焊接机内引线对管芯参数无影响,且有拉力强度高的优点。

3.热影响区极。喝刍杆,结晶速度快10-100无课表。由于加热和冷却速度极快,因而热影响和热变形极小。适用于焊接热敏元件、弹性元件和高精度零件。激光自动焊接机的工件厚度为1微米-50毫米。

4.焊点搞裂性能好:焊点组织细小且无薄弱部位,不易产生裂纹,因而其抗裂性能好。例如,用YAG脉冲激光把60微米厚的不锈钢弹簧片焊在铁基板上,经一亿反复振动后焊点质量无变化,抗疲劳性能极好。

5.能透过透明体进行焊接:如真空玻璃管中电极的焊接。用于焊接真空仪器元件甚为理想,可以防止污染和腐蚀。由于激光可用反射镜、棱镜或光纤改变光路,所以可在其它焊接方法难以接近的工件任意部位进行焊接。

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激光束的能量特性包括光束的功率与功率密度、连续/脉冲输出和激光束的偏振等。对于激光自动焊接机,普遍认为,焊接深度基本上与激光功率成线性关系。激光自动焊接机中,起主要作用的是激光功率密度值,这是由于不同的材料都有一个临界功率密度阈值,只有激光焦点的功率密度值超过这个阈值,才能形成“小孔效应”,获得深熔焊接。光束的模式特性包括光束质量、光束模式以及光束的横截面能量分布。光束模式决定了聚焦焦点的能量分布,对激光加工具有重要的影响。

 

激光束为基模时,可以获得最大的焊缝深度与深宽比,光束模式的阶次越高,激光束的能量分布越发散,焊接质量变差。具有不同光束聚焦特征参数值K的激光束对激光自动焊接机质量的影响,光束的K值越大,质量就越差,焊缝的深宽比就越小。材料形成小孔的功率密度不只与平均功率密度有关,而主要取决于最大功率密度,这与横截面能量分布是密切相关的。

 

激光自动焊接机设备质量与光束模式特性的关系,光束的模式特性包括激光束的光束质量、光束模式以及光束的横截面能量分布。光束模式决定了聚焦焦点的能量分布,对激光加工具有重要的影响。

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