脉冲激光焊接工艺
激光焊接的工艺参数
激光焊接的工艺参数1、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，功率密度在范围在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，尤其对于薄片焊接更为重要。
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变化。
在一个激光脉冲作用期间内，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做文章一，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，当正负离做文章一相等时，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问分汽化，形成市压蒸汽，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。
脉冲激光焊接工艺
100%
气
80%
化 60%
40%
20%
温度 0%
0
2
4
6
8
10
12
太低
波形的影响
一般的，如果考虑反射率的变化，要维持材料 的表面温度不变，则注入能量随时间的变化大 概如下图所示：
100%
80% 考虑反
60%
射率 40%
20% 不考虑
0%
反射率 0
2
4
6
8
10
12
波形的影响
上面的波形都是针对点 焊来说的，而缝焊时一 般采用一个方波即可。 如右图所示：
2、激光平均功率：实际输出的激光功率，大约等 于注入平均电功率的2-3％。我们的机器上是几十 到几百瓦。
3、激光峰值功率：激光在实际出光时的瞬间功率。 由于我们是使用脉冲激光，激光峰值功率等于平 均功率除以占空比。在我们的机器上一般是几个 千瓦的数量级。
激光波形解释
脉宽＝5ms
频率＝
1
1000/20=50Hz
功率密度的影响
2、当注入功率引起的材料温度上升速度小于散 热的速度时，材料温度下降。
3、几种常用材料在1ms内升温到各温度点对应的 功率密度：
大族激光焊接标准工艺
激光焊接概述激光焊接是激光材料加工技术应用旳重要方面之一，大族激光激光焊接机重要分为脉冲激光焊接和持续激光焊接两种。
脉冲激光重要用于1mm厚度以内薄壁金属材料旳点焊和缝焊，其焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，再通过热传导向材料内部扩散，通过控制激光脉冲旳波形，宽度，峰值功率和反复频率等参数，使工件之间形成良好旳连接。
在3C产品外壳、锂电池、电子元器件、模具补焊等行业有着大量旳应用。
脉冲激光焊接最大旳长处是工件整体温升很小，热影响范畴小，工件变形小。
持续激光焊接大部分都是高功率激光器，功率在500瓦以上，一般1mm以上旳板材都应当使用这种激光器。
其焊接机理是基于小孔效应旳深熔焊，深宽比大，可达到5︰1以上，焊接速度快，热变形小。
在机械、汽车、船舶等行业有着广泛旳应用。
尚有一部分小功率持续激光器，功率在几十到几百瓦之间，它们在塑料焊接及激光钎焊这些行业使用得比较多。
激光器工作原理：YAG激光器旳工作原理：激光电源一方面把脉冲氙灯点着，通过激光电源对氙灯脉冲放电，形成一定频率，一定脉宽旳光波，该光波通过聚光腔辐射到Nd3+：YAG激光晶体上，激发Nd3+:YAG激光晶体发光，再通过激光谐振腔谐振之后，发出波长为1064nm脉冲激光，该脉冲激光通过扩束、反射、(或经光纤传播)聚焦后打在所要焊接旳物体上；在PLC或工业PC机旳控制下，移动数控工作台，从而完毕焊接。
焊接时所需要旳脉冲激光旳频率、脉宽、波形、工作台速度、移动方向均可用单片机、PLC或工业PC机来控制，通过对激光旳频率、脉宽旳不同设定可调节控制脉冲激光旳能量。
光纤激光器旳工作原理：当泵浦光通过光纤中旳稀土离子时，就会被稀土离子所吸取。
这时吸取光子能量旳稀土原子电子就会鼓励到较高激射能级，从而实现离子数反转，反转后旳离子数就会以辐射形式从高能级转移到基态，并且释放出能量，完毕受激辐射。
光纤激光器产生旳激光通过光纤输出，并与配套旳工作台配合，完毕相应旳焊接。
激光器焊接工艺参数优化及其对焊接质量的影响分析
激光器焊接工艺参数优化及其对焊接质量的影响分析激光器焊接工艺是一种常用的焊接方法，具有高效、精确和稳定等优点，广泛应用于制造业中。
激光器焊接工艺的参数对焊接质量有着重要的影响，合理的参数选择能够提高焊接质量，提高生产效率。
本文将探讨激光器焊接工艺参数优化及其对焊接质量的影响。
激光器焊接工艺参数主要包括激光功率、激光束直径、焦距、激光脉冲频率、焊接速度等。
这些参数直接影响焊缝形成和焊接质量的稳定性。
在确定这些参数时，需要综合考虑焊接材料的性质、焊件的类型和大小、焊接要求等因素。
首先，激光功率是指激光器单位时间内发出的能量，决定了焊接过程中的热输入量。
功率过低会导致焊缝质量不良，功率过高则容易引起焊缝溶洞、熔皮等缺陷。
因此，选择合适的激光功率非常重要。
在确定激光功率时，可以通过试验和经验总结得到一些关于功率与焊缝质量之间的关系，以便更好地选择合适的功率。
其次，激光束直径和焦距决定了激光束在焊接过程中的热功率密度分布。
激光束直径和焦距的选择应根据焊件的材料和尺寸，以及所要求的焊缝形态进行优化。
通过调整激光束直径和焦距，可以控制焊缝的宽度、深度和形状，以满足不同工件的需求。
再次，激光脉冲频率是指激光器单位时间内发出的脉冲数量，也称为脉冲频率。
脉冲频率对焊接质量有重要影响，过低的脉冲频率容易造成焊接缺陷，而过高的脉冲频率则会增加焊接热输入，导致过烧、过烫等问题。
因此，需要选择适当的脉冲频率，以确保焊接质量。
最后，焊接速度是指焊缝在激光束照射下焊接过程中的移动速度。
焊接速度的选择需要考虑焊接材料的熔化温度和熔池形态、焊缝要求等因素。
过快的焊接速度容易导致焊缝不完整，过慢的焊接速度则容易产生焊缝凹陷和焊瘤等问题。
因此，需要根据具体情况选择适当的焊接速度。
总之，激光器焊接工艺参数优化对焊接质量具有重要的影响。
合理的参数选择可以提高焊接质量，降低焊接缺陷的产生。
在确定参数时，需要综合考虑焊接材料、焊件尺寸和形态、焊缝要求等因素，通过试验和经验总结，找到最佳的参数组合。
激光焊接方法
激光焊接方法激光焊接是一种焊接方法，它利用一种有限多个射束形成的激光来加热金属材料，通过其凝聚力实现焊接。
激光焊接比传统焊接方法具有许多优点，如更高的焊接速度、对被焊物的均匀性和无缺陷性以及更高的精度等等。
激光焊接的原理激光焊接原理是将一个或多个激光束聚焦到被焊物，产生的高温使被焊物的表面封闭，形成一个连接。
这是通过瞬时的高温加热被焊物，使其表面汽化，并形成一个封闭的表面，然后两个表面之间形成一个连接，从而实现焊接。
激光焊接有能够持续加热及脉冲激光加热两种方法，其中脉冲激光加热在一般条件下更常用。
激光焊接技术特点激光焊接避免了传统方法需要使用焊接材料的过程，激光焊接无需焊接材料，因此该工艺可以节省材料成本和时间成本，焊缝的有效封闭性也比传统焊接方法更好，在一定程度上减少了耗能。
激光焊接还具有操作简单、适用范围广泛等特点，能够实现对各种金属材料、非金属材料和半导体材料的加工。
激光焊接前、中、后处理激光焊接前处理：金属表面清洁有助于提高连接的结合力度。
焊接前要求金属表面清洁，在准备焊接工件的表面上没有油污、污垢、氧化物层。
激光焊接中处理：激光焊接中处理的最重要的是聚焦激光，聚焦激光的质量则是决定焊接结合力的主要因素。
激光焊接的焊接深度大小与焦点的位置有关，在激光焊接中，焊接深度大小对焊接质量有着非常重要的影响。
激光焊接后处理：焊接后需要进行焊接表面整理，磨削等操作。
焊接后处理的主要目的是除去焊接接头的杂质，减少和抚平焊缝表面，并使焊接接头的结构特性达到设计要求。
激光焊接质量检测激光焊接质量检测的目的是检测激光焊接过程中构成缺陷的原因，及时发现和消除焊接缺陷，确保焊接接头的质量。
常用的焊接质量检测方法包括磁粉检测法、显微镜检测法和微观失效分析等。
激光焊接应用激光焊接应用于电子、电子设备、机电一体化产品的制造，具有精度高、焊接速度快等优点，这些产品都需要较高要求的焊接精度，而激光焊接能够满足这一要求。
此外，激光焊接还可用于航空航天、高速公路、高级医疗等领域，能够提高生产效率，提升产品质量。
316L不锈钢薄板脉冲激光焊工艺参数及接头组织特征_阎小军
316L不锈钢薄板脉冲激光焊工艺参数及接头组织特征阎小军, 杨大智, 刘黎明(大连理工大学材料工程系,大连 116024)摘 要:研究了0.1mm316L不锈钢薄板脉冲激光焊工艺参数特征,分析了接头的组织和力学性能。
结果表明:0.1mm316L不锈钢薄板脉冲激光焊时适宜用小电流、大脉宽、高速度、高频率;焊缝中心为细小的等轴晶,边缘是细小的柱状晶;焊接接头的抗拉强度可达到母材的95%,伸长率可达到母材的85%。
关键词:不锈钢薄板;脉冲激光焊;工艺参数;组织特征中图分类号:TG456.7 文献标识码:A 文章编号:0253-360X(2004)03-121-03阎小军0 序 言316L不锈钢因其良好的力学性能,低廉的价格,已经成为最常用的医用金属材料。
目前广泛用于人工关节、骨折接合用夹板、人工心脏瓣膜等植入假体的制作。
在介入医疗器械中经常用到316L不锈钢薄板和细丝,例如经皮穿刺介入冠状动脉成形手术中用到的导丝和支架。
人们对316L不锈钢的研究方兴未艾,但研究的重点多集中在316L不锈钢的耐蚀性和生物相容性以及表面改性对其耐蚀性和生物相容性的影响上,而对其焊接加工工艺及焊缝组织的性能研究很少。
脉冲激光焊作为一种精密的连接方法,在医疗器械的制造中发挥着很大的作用。
YAG脉冲激光在焊接金属过程中由于光辐射的高峰值功率、间断作用的特性,作用过程显示出物态动态变化的特点;又由于焊接工艺控制因素较多,稳定的焊接质量对工艺规范要求极为严格[1]。
这一点在薄板的焊接过程中体现得尤为突出。
奥氏体不锈钢导热系数小、线膨胀系数大、焊接过程中由热收缩而引起的工件横向位移、连接时对接缝间隙过大或过小等原因,难以保证焊接质量,对接焊中最易产生的缺陷是烧穿。
激光焊时在焊缝起焊和收尾处均易出现半椭圆形缺口[2],这些都与脉冲激光焊接时的工艺参数配合是否合理有关,而针对这方面的研究报道却较少。
文中探索了0.1mm316L不锈钢薄板脉冲激光焊的最佳工艺参数配合,分析了焊接接头的组织特征和力学性能。
激光焊接的工艺参数
激光焊接的工艺参数1、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，功率密度在范围在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，尤其对于薄片焊接更为重要。
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变化。
在一个激光脉冲作用期间内，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，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，当正负离做文章一相等时，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问分汽化，形成市压蒸汽，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。
激光焊接的工艺技术和性能特点介绍讲解
激光焊接的工艺技术和性能特点介绍激光焊接的工艺技术和性能特点一、激光焊接的工艺参数。
1、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，功率密度在范围在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，尤其对于薄片焊接更为重要。
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变化。
在一个激光脉冲作用期间内，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做文章一，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，当正负离做文章一相等时，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问分汽化，形成市压蒸汽，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。
、激光焊接工艺方法1、片与片间的焊接。
包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等 4种工艺方法。
大族激光焊接工艺
大族激光焊接工艺1.激光焊接概述激光焊接是激光材料加工技术使用的重要方面之一，大族激光激光焊接机主要分为脉冲激光焊接和连续激光焊接两种。
脉冲激光主要用于1 m m厚度以内薄壁金属材料的点焊和缝焊，其焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，再通过热传导向材料内部扩散，通过控制激光脉冲的波形，宽度，峰值功率和重复频率等参数，使工件之间形成良好的连接。
在3 C产品外壳、锂电池，电子元器件、模具补焊等行业有着大量的使用。
脉冲激光焊接最大的优点是工件整体很小，热影响范围小，工件变形小。
连续激光焊接大部分都是高功率激光器，功率在5 0 0瓦以上，一般1 m m以上的板材都应该使用这种激光器。
其焊接机理是基于小孔效应的深熔焊，深宽比大，可达到5︰1以上，焊接速度快，热变形小。
在机械、汽车、船舶等行业有着广泛的使用。
还有一部分小功率连续激光器，功率在几十到几百瓦之间，它们在塑料焊接及激光钎焊这些行业使用得比较多2.激光器工作原理：2.1 YAG激光器的工作原理：激光电源首先把脉冲氙灯点着，通过激光电源对氙灯脉冲放电，形成一定频率，一定脉宽的光波，该光波经过聚光腔辐射到Nd 3+：YAG激光晶体上，激发Nd 3+:YAG激光晶体发光，再经过激光谐振腔谐振之后，发出波长为1064n脉冲激光，该脉冲激光经过扩束、反射、(或经光纤传输)聚焦后打在所要焊接的物体上；在PLC或工业PC机的控制下，移动数控工作台，从而完成焊接。
焊接时所需要的脉冲激光的频率、脉宽、波形、工作台速度、移动方向均可用单片机、PLC或工业PC机来控制，通过对激光的频率、脉宽的不同设定可调节控制脉冲激光的能量。
2.2光纤激光器的工作原理：当泵浦光通过光纤中的稀土离子时，就会被稀土离子所吸收。
这时吸收光子能量的稀土原子电子就会激励到较高激射能级，从而实现离子数反转，反转后的离子数就会以辐射形式从高能级转移到基态，并且释放出能量，完成受激辐射。
光纤激光器产生的激光通过光纤输出，并和配套的工作台配合，完成相应的焊接。
激光焊接工艺的基本知识
激光焊接工艺的基本知识激光焊接的定义激光焊接是利用激光束的高能量密度、高聚焦度和高一致性，将激光能量引入焊接区域，使焊缝区域被熔化并冷却形成焊缝的一种焊接方法。
激光焊接的原理激光焊接是利用激光束的高功率密度，将激光能量转化成热能，通过加热和熔融工件的材料，使其形成焊缝并实现材料的连接。
激光束可以通过光学系统进行聚焦，从而集中到焊接区域上。
激光焊接的优点•高能量密度：激光焊接可以将高能量聚焦在小面积上，使材料瞬间加热并熔化，从而实现快速的焊接。
•高一致性：激光焊接的激光束具有高一致性，焊接效果稳定且可重复。
•焊接速度快：激光焊接的瞬间加热和熔化速度非常快，可以实现高速焊接。
•焊缝质量好：激光焊接可以实现焊缝的精细化控制，焊缝形态美观且强度高。
•无接触式焊接：激光焊接是一种无接触式的焊接方法，可以避免材料变形和污染。
激光焊接的应用领域1.电子行业：激光焊接广泛应用于电子产品的组装和连接，如手机、电脑等电子元件的焊接。
2.汽车工业：激光焊接广泛应用于汽车零部件的制造，如发动机、变速器等的焊接。
3.航空航天工业：激光焊接在航空航天领域具有重要应用，如飞机结构件的焊接、航天器的焊接等。
4.家电行业：激光焊接在家电行业中应用广泛，如冰箱、洗衣机等产品的焊接。
5.医疗器械：激光焊接在医疗器械制造中具有重要地位，如手术器械、人工关节等的焊接。
激光焊接的工艺参数1.激光功率：激光功率决定了焊接过程中的能量输入，需要根据焊接材料的厚度和类型进行选择。
2.激光波长：激光波长决定了激光束在焊接材料中的穿透深度，需要根据焊接材料的吸收情况选择合适的波长。
3.聚焦方式：激光焊接可以采用具有不同聚焦方式的光学系统，如凸透镜、聚焦镜等，根据焊接材料的形态和要求选择合适的聚焦方式。
4.扫描速度：扫描速度决定了焊接速度，需要根据焊接材料的热导率和焊接质量要求进行调整。
5.激光频率：激光频率可以影响焊接的稳定性和效果，需要根据焊接材料的特性选择合适的频率。
焊接新技术-激光焊
激光焊一、激光焊原理激光是指激光活性物质（工作物质）受到激励，产生辐射，通过光放大而产生一种单色性好、方向性强、光亮度高的光束。
经透射或反射镜聚焦后可获得直径小于0. 01 mm、功率密度高达106～l0l2W/cm2的能束，可用作焊接、切割及材料表面处理的热源。
激光焊实质上是激光与非透明物质相互作用的过程，这个过程极其复杂，微观上是一个量子过程，宏观上则表现为反射、吸收、加热、熔化、汽化等现象。
二、激光焊的特点：与常规电弧焊方法相比，激光焊具有以下特点：1．聚焦后的激光束功率密度可达105 ~107W／cm2，甚至更高，加热速度快，热影响区窄，焊接应力和变形小，易于实现深熔焊和高速焊，特别适于精密焊接和微细焊接。
2．可获得深宽比大的焊缝，焊接厚件时可不开坡口一次成形。
激光焊的深宽比目前已超过12:1。
3．适宜于焊接一般焊接方法难以焊接的材料，如难熔金属、热敏感性强的金属以及热物理性能差异悬殊、尺寸和体积悬殊工件间的焊接；甚至可用于非金属材料的焊接，如陶瓷、有机玻璃等。
4．可借助反射镜使光束达到一般焊接方法无法施焊的部位；YAG激光和半导体激光可通过光导纤维传输，可达性好。
5．可穿过透明介质对密闭容器内的工件进行焊接，如可用于置于玻璃密封容器内的铍合金等剧毒材料的焊接。
6．激光束不受电磁干扰，不存在X射线防护问题，也不需要真空保护。
与此同时，激光焊接也存在以下缺点：1．激光焊难以焊接反射率较高的金属；2．对焊件加工、组装、定位要求相对较高；3．设备一次性投资大；三激光焊的应用自20世纪60年代美国采用红宝石激光器在钻石上打孔以来，激光加工技术经过几十年的发展，已成为现代工业生产中的一项常用技术。
20世纪70年代，高功激光器的出现，开辟了激光应用于焊接的新纪元。
近年来，激率（数千瓦）CO2光焊在车辆制造、钢铁、能源、宇航、电子等行业得到了日益广泛的应用。
实践证明，采用激光焊，不仅生产率高于传统的焊接方法，而且焊接质量也得到了显著的提高。
激光焊接工艺的6个基本流程详解
激光焊接工艺的6个基本流程详解下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!激光焊接是一种精密的焊接技术，主要通过高能量密度的激光束对工件进行局部加热，使其熔化并凝固形成焊缝。
yag脉冲激光焊接深度
yag脉冲激光焊接深度1. 引言随着制造业的发展，激光焊接作为一种高效、精准的焊接方法，被广泛应用于不同行业和领域。
其中，yag脉冲激光焊接因其高功率、高能量密度、小热残余等优点而备受关注。
本文将深入探讨yag脉冲激光焊接的深度问题，包括焊接深度的影响因素、测量方法以及相关研究进展。
2. 影响焊接深度的因素2.1 材料特性焊接深度受到材料的特性影响，包括材料的热导率、光吸收系数、热膨胀系数等。
通常情况下，热导率较高、光吸收系数较大的材料更容易实现较大的焊接深度。
2.2 激光参数激光参数也是影响焊接深度的重要因素。
包括激光功率、脉冲宽度、脉冲频率等。
较高的激光功率和合适的脉冲宽度能够提供足够的热能，从而实现较大的焊接深度。
而脉冲频率的选择则需要在焊接深度和焊接速度之间进行权衡。
2.3 焊接过程参数除了激光参数，焊接过程中的一些参数也会对焊接深度产生影响。
例如焊接速度、焊接角度、保护气体流量等。
合适的焊接速度能够实现较大的焊接深度，而较大的焊接角度则有利于提高焊接质量。
保护气体的流量和气体成分的选择也会对焊接深度和焊接质量产生一定影响。
3. 焊接深度的测量方法3.1 激光功率-焊接深度法激光功率-焊接深度法是一种常用的测量方法。
通过固定其他焊接参数，改变激光功率，测量不同激光功率下的焊接深度，然后根据实验数据拟合出激光功率与焊接深度之间的关系。
3.2 电阻测量法电阻测量法是另一种常用的测量方法。
首先在焊接前后测量焊接材料的电阻，然后根据焊接深度和电阻变化量的关系，计算出焊接深度。
3.3 金相显微镜观察法金相显微镜观察法是一种直接观察焊缝断面的方法。
通过金相显微镜观察焊接材料的焊缝断面形貌，可以直观地判断焊接深度的情况。
3.4 焊接深度传感器法焊接深度传感器法是一种实时测量焊接深度的方法。
通过在激光焊接头部安装深度传感器，可以实时测量焊接深度，并将数据反馈给控制系统，实现焊接过程的自动化控制。
4. 相关研究进展在对yag脉冲激光焊接深度的研究中，学术界已经取得了一定的进展。
激光脉冲焊接的工艺参数
激光脉冲焊接的工艺参数一、激光功率激光功率是指激光器输出的光功率，通常用瓦特(W)表示。
激光功率的选择直接影响焊接速度和焊接深度。
较高的激光功率可以提高焊接速度和焊接深度，但同时也会增加能量输入，增加焊缝热影响区的尺寸，从而影响焊缝的形貌和成形质量。
二、脉冲频率脉冲频率指的是激光每秒发射的脉冲数量，以赫兹(Hz)表示。
脉冲频率的选择对焊接形貌和成形质量影响较大。
高脉冲频率可以提高焊接速度和焊接深度，同时减少热输入和焊缝热影响区的尺寸，从而减少热影响和热变形。
三、脉冲宽度脉冲宽度是指激光的脉冲持续时间，通常用毫秒(ms)或微秒(μs)表示。
脉冲宽度的选择对焊接形貌和成形质量也会产生显著影响。
较短的脉冲宽度可以提高焊缝质量，使焊缝表面光滑，减少焊缝熔渣和气孔等缺陷。
四、光斑直径光斑直径是指激光束在焊接件表面的直径，通常用毫米(mm)表示。
光斑直径的选择影响焊接深度和焊缝宽度。
较小的光斑直径可以提高焊接深度和焊缝质量，但同时也会降低焊接速度。
五、焦点位置焦点位置是指激光焦点与焊接件表面的距离，通常用毫米(mm)表示。
焦点位置的选择影响焊接深度和焊缝宽度。
较近的焦点位置可以提高焊接深度和焊缝质量，但需要注意焊接位置和长焦距情况下的激光能量密度损失。
六、激光扫描速度激光扫描速度是指激光束在焊接件表面的移动速度，通常用毫米/秒(mm/s)表示。
激光扫描速度的选择影响焊接速度和焊接质量。
较快的激光扫描速度可以提高焊接速度，但同时也会增加焊缝宽度并可能影响焊接质量。
七、气体保护气体保护是指在焊接过程中通过喷嘴向焊缝区域提供气体保护，常用的保护气体为惰性气体，如氩气。
气体保护的选择影响激光辐照区域的氧气与金属的反应，防止焊缝内部含气并促进焊接质量的提高。
综上所述，激光脉冲焊接的工艺参数包括激光功率、脉冲频率、脉冲宽度、光斑直径、焦点位置、激光扫描速度和气体保护等。
合理选择这些参数，可以实现高效、高质量的激光脉冲焊接。
激光焊接常见工艺参数解读
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。
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。
△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。
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/cm2。
2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。
联赢激光-YAG脉冲激光焊接
• 时间分歧与能量分歧运用制程差异点
时间分歧：采用外部控制实时切换各个光路的工作状况。 能量分歧：通过分光镜将各光路的输出能量进行平均分配，每路光 的
28
材料
29
本体 拉裂
T=0.
，焊
3 15m 2 4 8 1.1 34 点未
m
脱落
2
4
2.5 8
1.5 49
0
焊点直径约0.75mm
焊点直径约0.85mm
焊点直径约1.1mm
焊点直径约1.5mm
测试仪器： 拉力计
焊点位置未脱落
6.焊接能量与焊接深度（穿透率）的 关系
焊接能量越大，焊接深度 越深。
焊接波形与焊接材料运用关系实际上就是在不同的时间间隔对于激光光源 强弱控制与材料作用的关系。
焊接波形是对激光输出热量的控制过程。
不同的焊接波形对焊接质量影响很大。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变化， 在一个激光脉冲作用期间内，激光脉冲开始作用时反射率相当高，当材料表 面升至熔点时，反射率迅速下降，表面处于熔化状态，反射率稳定于某一值， 当表面温度继续上升到沸点时，反射率又一次下降。通过焊接波形对不同时 间段的激光功率进行设置，对输出热量进行控制，以达到优化焊点或焊缝的 效果。
7.峰值与脉宽的对应关系
• 定义
峰值功率是指脉冲激光器所能达到的最高的功率。 峰值高主要表现为瞬态能量高，让材料在瞬间熔化，以加强材料对激光的 吸收率。尤其适用于高反射材料的焊接。
激光焊接工艺参数
激光焊接原理与主要工艺参数1．激光焊接原理激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接与激光深熔焊接。
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。
其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率与重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。
用于齿轮焊接与冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。
下面重点介绍激光深熔焊接的原理。
激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。
在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。
这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500 0C左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。
小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程与激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。
孔壁外液体流动与壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。
光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。
就是说，小孔与围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。
上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数米。
2. 激光深熔焊接的主要工艺参数1)激光功率。
激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在脉冲激光焊中用到的一些名词
• 激光功率密度：单位面积内的激光功率。等于激光峰值 功率除以光斑面积。用于焊接一般是104W/cm2 ～ 105W/cm2级别。
• 激光脉冲能量：指单个脉冲所输出的能量。由储能电容 容量、电压和氙灯决定。这是一个重要的指标，在点焊 的时候，单点能量的稳定性对焊接的质量影响很大。
脉冲激光焊接工艺
概述
• 1、激光焊接是一种新兴的焊接工艺，它相对各种 传统焊接最大的优势就是热影响范围小，变形小， 焊缝精美。
• 2、脉冲激光焊接一般用于点焊和中小功率的缝焊 ，焊接厚度一般不大于1mm。
在脉冲激光焊中用到的一些名词
• 1、注入电功率：由激光电源提供给氙灯的电功率。其 值P＝23.7×I3/2。
• 2、激光平均功率：实际输出的激光功率，大约等于注 入电功率的2-3％。我们的机器上是几十到几百瓦。
• 3、激光峰值功率：激光在实际出光时的瞬间功率。由 于我们是使用脉冲激光，激光峰值功率等于平均功率除 以占空比。在我们的机器上一般是几个千瓦的数量级。
激光波形解释
1
脉宽＝5ms 频率＝1000/20=50Hz 峰值功率＝1KW 平均功率＝1×5÷20＝250W
在脉冲激光焊中用到的一些名词
• 脉冲宽度：单个脉冲的时间。
• 脉冲频率：每秒钟内激光脉冲重复的次数。
• 点距：相邻两个焊点间的距离。点距越小，焊接会越慢 。画图时注意穿透焊和对接焊两种。
• 焊接速度：等于频率乘以点距。
表面对接焊点距说明
穿透焊点距说明
以下参数会对脉冲激光焊接造成影响
• 一、吸收率的影响 • 二、功率密度的影响 • 三、波形的影响 • 四、脉宽的影响 • 五、离焦量的影响 • 六、聚焦透镜焦距的影响
沸点 2300 2062 2700
906 3200 2700
Ic2（W/cm2）
234000 130000 150000 45000 53000 63000
波形的影响
• 由于材料在固态和液态下对激光体现出不同的吸收率，在固态 下反射率较高，而液态下较低，这意味着如果不改变能量注入 的波形，则随着物质表面状态的变化，吸收的能量变多，出现 气化。
说的，而缝焊时一般采用一
80% 60%
个方波即可。如右图所示： 40%
20%
0%
• 对于一些容易裂纹的材料， 0 0.5 1 1.5 2 2.5
则需要在波形上加一段预热
和一段缓冷的时间，如右图
所示：
100%
80%
60%
40%
预热
20%
缓冷
0%
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
脉宽的影响
• 1、设注入功率为I0时，需要时间t0后表面温度达到T， 熔深为h0，功率为I1时需要时间为t1，熔深为h1，则有: I0 /I1=(t1 / t0)1/2 h1 /h0=(t1 / t0)1/2
吸收率的影响
• 1、波长越短，吸收率越高； • 2、一般导电性好的材料，反射率都很高； 对YAG激光来说，银的反射率是96％，铝是92％，铜
90％，铂89％，而铁只有60％。 • 3、温度越高，吸收率越高，呈线性关系。 • 4、表面涂层的影响，一般涂磷酸盐、碳黑、石墨等
以提高吸收率。
功率密度的影响
• 2、达到同样的熔深，有两种方式：增加功率密度和增 加脉宽，增加功率密度可以让输入能量降低，增加脉宽 可以让焊接更加稳定。
• 3、如热影响范围有要求，则脉宽不能太大。 • 4、脉宽增大到一定程度后，熔深不会再增加。
离焦量的影响
• 1、激光焦点并不等于聚焦镜的焦点。 • 2、离焦量＝聚焦镜和工件间的距离－焦距，为负值时就
100%
气化
80%
60%
40%
20%
温度太低
0%
0
2
4
6
8
10Байду номын сангаас
12
波形的影响
• 一般的，如果考虑反射率的变化，要维持材料的表面温度不变，则 注入能量随时间的变化大概如下图所示：
100%
80% 考虑反射率
60%
40%
20% 不考虑反射率
0%
0
2
4
6
8
10
12
波形的影响
• 上面的波形都是针对点焊来 100%
功率密度的影响
• 2、当注入功率引起的材料温度上升速度小于散热的速度时，材料温 度下降。
• 3、几种常用材料在1ms内升温到各温度点对应的功率密度：
金属 铜 铝 铁 锌 钛
不锈钢
熔点 1083 660 1539 491 1800 1500
Ic1（W/cm2）
110000 41000 87000 25000 30000 35000
• 1、功率密度直接影响表面材料的温升时间，功率密度 越大，温度升得越快。拿不锈钢来说，当注入功率密 度在3.5×104W/cm2的时候，材料表面会在1ms内被 加热到熔点1500度，而注入功率在6.3×104W/cm2时 ，材料表面会在1ms内被加热到沸点2700度。根据这 个资料，我们可以算出来对应WF200，SI600的光纤 ，100对100的镜头，使不锈钢表面在1ms内升温到 1500度约为20A，升到2700度约为29A。
是负离焦，为正值就是正离焦。 • 3、离焦量相同时，负离焦可以获得更大的熔深，正离焦
会得到更好的表面效果。 • 4、离焦量为0时，焊接对高度最不敏感。 • 5、采用何种离焦方式，要视具体情况而定。
聚焦镜焦距的影响
• 从D＝fθ，得知聚焦镜焦距越小，焦点光斑直径越小，穿 透力越强，对高度也越敏感。
谢 谢 关 注！