光纤激光焊接机的组成部分
作者:2017/7/12 9:01:36

光纤传输激光焊接机是将高能激光束耦合进入光纤,远距离传输后,通过准直镜准直为平行光,再聚焦于工件上实施焊接的一种激光焊接设备。对焊接难以接近的部位,施行柔性传输非接触焊接,具有更大的灵活性。光纤传输激光焊接机激光束可实现时间和能量上的分光,能进行多光束同时加工,为更精密的焊接提供了条件。是利用高能激光束经过光纤传输的***性来聚焦于工件上实施焊接的。通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。由于其独特的优点,已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。

1、速度快、深度大、变形小。

2、能在室温或特殊条件下进行焊接,焊接设备装置简单。例如,激光通过电磁场,光束不会偏移;激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊,并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。

3、可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。

4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深宽比可达5:1,***高可达10:1。

5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能******,可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。

6、可焊接难以接近的部位,施行非接触远距离焊接,具有很大的灵活性。尤其是近几年来,在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术,使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。

7、激光束易实现光束按时间与空间分光,能进行多光束同时加工及多工位加工,为更精密的焊接提供了条件。

1 功率密度

功率密度是激光加工中***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,在传导型激光焊接中,功率密度的范围为104~106W/cm2。

2 激光脉冲波形

激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤其对于薄板焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度而变化。在一个激光脉冲作用期间,金属反射率的变化很大。

3 激光脉冲宽度

脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数,也是决定加工设备造价及体积的关键参数。

4 离焦量对焊接质量的影响

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2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,当正负离焦量相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。实验表明,激光加热50~200us材料开始熔化,形成液相金属并出现部分汽化,形成蒸汽,并以极高的速度喷射,发出耀眼的白光。与此同时,高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心形成凹陷。当负离焦时,材料内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中,当要求熔深较大时,采用负离焦;焊接薄材料时,宜用正离焦。

可雕刻金属材料和部分非金属材料,特别适合一些要求更精细、精度更高和对光滑度要求较高的领域, 广泛应用于电子学分离元器件、集成电路(IC)、电工电路、手机通讯、五金制品、刀具厨具、工具配件、精密器械、眼镜钟表、计算机键盘、首饰饰品、汽车配 件、塑胶按钮、水暖配件、卫生洁具、PVC管材、***器械、包装瓶罐等。

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