激光焊接功率与速度匹配表.docx

激光焊接功率与速度匹配表激光焊接主要参数——激光功率激光功率激光功率的大小是激光焊接技术的首选参数，只有保证了足够的 激光功率，才能得到好的焊接效果激光功率较小时，虽然也能产生小孔效应，但有时焊接效果不好， 焊缝内有气孔，激光功率加大时，焊缝内气孔消失，因此激光深熔焊 接时，不要采用勉强能够产生小孔效应的最小功率适当加大激光功 率，可以提高焊接速度和熔深，只有在功率过大时，才会引起材料过 分吸收，使小孔内气体喷溅，或焊缝产生疤痕，甚至使工件焊穿斗00II 2v/m ・ miir1 ei潯接速度與熔深的關係(3雷阳輸出功率與熔深的關係e光能不同焊接参数与熔深的关系为使焊缝平整光滑，实际焊接时，激光功率在开始和结束时都设 计有渐变过程，启动时激光功率由小变大到预定值，结束焊接时激光 功率由大变小，焊缝才没有凹坑或斑痕激光功率与速度配比表激光焊接常见工艺参数解读激光焊接是激光加工技术应用的重要方面之一，更是21 世纪最 受瞩目、最有发展前景的焊接技术与传统焊接方法对比，激光焊接 具有很多优势，焊接质量更高、效率更快目前，激光焊接技术已广 泛应用于制造业、粉末冶金、汽车工业、电子工业、生物医学等各个 领域。

一、激光焊接原理激光焊接属于熔融焊，以激光束作为焊接热源，其焊接原理是： 通过特定的方法激励活性介质，使其在谐振腔中往返震荡，进而转化 成受激辐射光束，当光束与工件相互接触时，其能量则被工件吸收， 当温度高达材料的熔点时即可进行焊接工件保护气侍 3电荷传瞎着 ._等离子佯寻:令保护气侍 ■ 輿面光学传腿畚焊接熔港讓允束焊接方向 V半反射損同轴光学传聒舂△激光焊接原理按焊接熔池形成的机理划分，激光焊接有两种基本的焊接机理： 热传导焊接和深熔（小孔）焊接热传导焊接时产生的热量通过热传 递扩散至工件内部，使焊缝表面熔化，基本不产生汽化现象，常用于 低速薄壁构件的焊接深熔焊使材料汽化，形成大量等离子体，由于 热量较大，熔池前端会出现小孔现象深熔焊能彻底焊透工件，且输 入能量大、焊接速度快，是目前使用最广泛的激光焊接模式二、激光焊接主要工艺参数影响激光焊接质量的工艺参数较多，如功率密度、激光脉冲波形、 离焦量、焊接速度和辅助吹保护气等1、激光功率密度功率密度是激光加工中最关键的参数之一采用较高的功率密度 在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化因此，高 功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻十分有利。

对于较 低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底 层达到熔点，易形成良好的熔融焊接因此，在热传导型激光焊接中， 功率密度范围在 104-106W/cm22、激光脉冲波形激光脉冲波形既是区别材料去除还是材料熔化的重要参数，也是 决定加工设备体积及造价的关键参数当高强度激光束射至材料表面 材料表面将会有60〜90%的激光能量反射而损失掉，尤其是金、银、 铜、铝、钛等材料反射强、传热快一个激光脉冲讯号过程中，金属 的反射率随时间而变化当材料表面温度升高到熔点时，反射率会迅 速下降，当表面处于熔化状态时，反射稳定于某一值点烬波形 不锈钢炸援波形锌材悍接波形 铜钳材焊接波形△不同材质的激光焊接脉冲波形3、激光脉冲宽度脉宽是脉冲激光焊接的重要参数脉宽由熔深与热影响分区确定 脉宽越长热影响区越大，熔深随脉宽的 1/2 次方增加但脉冲宽度 的增大会降低峰值功率，因此增加脉冲宽度一般用于热传导焊接方式 形成的焊缝尺寸宽而浅，尤其适合薄板和厚板的搭接焊但是，较低 的峰值功率会导致多余的热输入，每种材料都有一个可使熔深达到最 大的最佳脉冲宽度4、离焦量激光焊接通常需要一定的离焦量，因为激光焦点处光斑中心的功 率密度过高，容易蒸发成孔。

离开激光焦点的各平面上，功率密度分 布相对均匀离焦方式有两种：正离焦与负离焦焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦 按几何光学理论，当正负离焦平面与焊接平面距离相等时，所对应平 面上的功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状有一定差异 负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关5、焊接速度焊接速度决定了焊接表面质量、熔深、热影响区等焊接速度的 快慢会影响单位时间内的热输入量，焊接速度过慢，则热输入量过大， 导致工件烧穿，焊接速度过快，则热输入量过小，造成工件焊不透 通常采用降低焊接速度的方法来改善熔深6、辅助吹保护气辅助吹保护气在高功率激光焊接中是必不可少的一道工序一方 面是为了防止金属材料溅射而污染聚焦镜；另一方面是为了防止焊接 过程中产生的等离子体过多聚焦，阻挡激光到达材料表面激光焊接 过程常使用氦、氩、氮等气体保护熔池，使工件在焊接工程中免受氧 化保护气体种类和气流大小、吹气角度等因素对焊接结果有较大影 响，不同的吹气方法也会对焊接质量产生一定的影响氦气不易电离（电离能量较高），可让激光顺利通过，光束能量 不受阻碍地直达工件表面这是激光焊接时使用最有效的保护气体， 但价格比较贵。

氩气比较便宜，密度较大，所以保护效果较好但它易受高温金 属等离子体电离，结果屏蔽了部分光束射向工件，减少了焊接的有效 激光功率，也损害焊接速度与熔深使用氩气保护的焊件表面要比使 用氦气保护时来得光滑氮气作为保护气体最便宜，但对某些类型不锈钢焊接时并不适用 主要是由于冶金学方面问题，如吸收，有时会在搭接区产生气孔激光焊接作为一种新型焊接技术，具有高能量密度、高速度、高 精度、深穿透、适应性强等特点，其应用范围越来越广泛，不仅能提 高生产效率，更提高了焊接质量，激光焊接技术必将在材料加工领域 发挥更重要的作用。