激光焊接機應用之激光深熔焊原理

激光焊接機的深熔焊通常使用光纖連續激光束來完成材料的連接。冶金物理過程與電子束焊接非常相似，也就是說，能量轉換機制是通過“鑰匙孔”結構完成的。
 
當足夠高的功率密度激光照射下，材料蒸發并形成小孔。這個充滿蒸汽的孔就像一個黑體，吸收了幾乎所有入射光束能量。空腔中的平衡溫度達到約2500°C。熱量從高溫腔的外壁傳遞，以熔化腔周圍的金屬。小孔中充滿了高溫蒸汽，該高溫蒸汽是在射線束照射下壁材連續蒸發所產生的。小孔的四個壁被熔融金屬包圍，液態金屬被固體材料包圍。在大多數常規焊接工藝和激光傳導焊接中，能量首先沉積在工件表面，然后傳輸到工件表面。孔壁外部的液體流動和壁層的表面張力與空腔中連續產生的蒸汽壓力保持動態平衡。光束連續進入小孔，小孔外面的物料連續流動。隨著光束的移動，小孔始終處于穩定的流動狀態。換句話說，小孔和圍繞孔壁的熔融金屬以引導光束的前進速度向前移動，熔融金屬填充小孔留下的間隙并凝結，形成焊縫。以上所有過程的發生都非常快，以至于焊接速度很容易達到每分鐘幾米。
 

 
激光深熔焊的主要工藝參數
 
1、光束焦點。束斑尺寸是激光焊接中最重要的變量之一，因為它決定了功率密度。但是對于大功率激光器，盡管有許多間接測量技術，但其測量仍然是一個難題。
 
可以根據光衍射理論來計算光束聚焦衍射極限光斑尺寸，但是由于聚焦透鏡的像差，實際光斑尺寸大于計算值。最簡單的實際測量方法是等溫輪廓法，該方法使用厚紙燒焦并穿透聚丙烯板以測量焦點和穿孔直徑。該方法應通過測量來實踐，以掌握激光功率和光束作用時間。
 
2、激光功率。激光焊接中有一個激光能量密度閾值。低于該值，穿透深度非常淺。一旦達到或超過該值，穿透深度將大大增加。僅當工件上的激光功率密度超過閾值時，才會生成等離子體，這標志著穩定的深熔焊的進展。如果激光功率低于該閾值，則僅發生工件的表面熔化，即以穩定的導熱率類型進行焊接。當激光功率密度接近于形成小孔的臨界條件時，深熔焊和傳導焊會交替變成不穩定的焊接過程，從而導致熔深的大幅度波動。在激光深熔焊中激光功率同時控制熔深和焊接速度。焊接熔深與光束功率密度直接相關，并且是入射光束功率和光束焦點的函數。一般而言，對于具有一定直徑的激光束，穿透深度隨著光束功率的增加而增加。
 
如果您想要了解更多有關激光焊接機的信息可以關注我們，我們會不定期的更新有關金屬激光焊接機的有關信息。歡迎與小編互動交流。
 
相關閱讀
光纖激光焊接機在3C數碼焊接中的應用
金屬激光焊接助力現代制造業-金密激光
機器人焊接的時代已經到來,能否完全取代人工？