3.11 等离子体对激光焊接的影响讲解

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激光焊的主要工艺参数对焊接质量的影响

激光焊的主要⼯艺参数对焊接质量的影响激光焊的主要⼯艺参数对焊接质量的影响⼀、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和激光深熔焊接。

功率密度⼩于104~105W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度⼤于105~107W/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、峰功率和重复频率等激光参数，使⼯件熔化，形成特定的熔池。

⽤于齿轮焊接和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℃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和激光传导焊接中，能量⾸先沉积于⼯件表⾯，然后靠传递输送到内部）。

孔壁外液体流动和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，⼩孔和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。

⼆、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。

激光焊接产生等离子的原理

激光焊接产生等离子的原理激光焊接是一种常用的金属材料连接方法，通过激光束将焊缝处加热至融化或半融化状态，并在激光束的作用下，实现金属材料的熔合。

激光焊接过程中，会在焊缝处产生等离子，这是激光焊接产生焊缝熔化所必须的重要环节。

下面将从激光的作用原理、物理现象以及等离子的成因来详细阐述激光焊接产生等离子的原理。

首先，来解释一下激光的作用原理。

激光是由具有相同频率和相位的光子组成的一种光束，其产生源可为气体激光器、固体激光器、半导体激光器等。

在激光产生过程中，首先通过光源产生一个较窄的光束，然后将其光线进行任意整形，最后通过一个光放大器，使光束达到高功率，形成聚焦到焊缝上的激光束。

激光焊接过程中，光束的强度足够大，可以使金属表面被照射的区域迅速加热至几千度的温度，达到金属的熔化点或半熔化点。

这就是激光焊接能够快速、高效率地实现金属材料焊接的原因。

在激光焊接过程中，光束照射到金属表面的区域，会产生一系列的物理现象。

首先，激光束的能量吸收在短时间内引发了局部高温，使金属处于液态或半液态状态。

其次，由于局部高温，金属的表面发生蒸发，产生大量的金属蒸汽。

这些金属蒸汽在激光束的作用下，迅速形成等离子体。

等离子体是一种由高能电子和带正电的离子组成的气体，这种气体带电性质使其在磁场和电场的作用下呈现复杂的行为。

在激光焊接过程中，等离子体起到了至关重要的作用。

等离子体的产生有几个主要的成因：电离、电子撞击电离和电离电弧。

首先，电离是等离子体形成的一种重要方式。

由于激光束的高能量作用，金属材料表面的原子和分子会失去一个或多个电子，形成带正电荷的离子。

这些离子的存在使金属材料成为导电性良好的等离子体。

其次，电子撞击电离也是等离子体产生的重要条件。

在激光焊接过程中，由于金属材料表面原子和分子的高速运动，它们与高能电子发生碰撞，从而使部分原子和分子电离。

这种电子撞击电离是导致等离子体产生的另一种方式。

最后，激光焊接过程中还会产生电离电弧。

激光焊接工艺实践课程教学大纲讲解

《激光焊接工艺实践》教学大纲学时：48学分：3一、课程的地位与任务“激光焊接工艺实践”课属于光机电应用技术教学资源库核心课程体系之一的激光加工技术类。

光机电应用技术教学资源库建设规划的五门课程体系分别是激光原理及技术、激光设备机械设计基础、激光设备机电控制技术及应用、激光加工技术和激光3D打印技术。

“激光焊接工艺实践”是一门实训为主的专业主干课程，主要介绍不同激光焊接参数对常用金属材料焊接质量的影响和不同类型激光焊接设备在材料焊接领域的应用。

激光焊接工艺实践为面向光机电类专业学生开设的一门专业必修的基础实训类课程，课程设置为48学时，合计3学分。

学习本课程之前，学生应完成激光加工技术和工程材料基础等预备性课程的学习。

目标是使学生掌握不同激光焊接参数对常用金属材料焊接的影响规律和不同类型激光设备在材料焊接方面的选择应用，培养学生分析、解决生产实际问题的能力，为将来从事激光焊接设备操作打下基础，从而使其在掌握专业知识的基础上获得所需要的职业技能。

二、课程的基本内容第一章激光焊接设备的种类及应用通用激光焊接设备的构成CO激光焊接设备介绍2YAG激光焊接设备介绍DISK激光焊接设备介绍半导体激光焊接设备介绍光纤激光焊接设备介绍激光扫描振镜的应用准连续光纤激光器在焊接上的应用通快激光焊接工作站美国PRC激光焊接设备的特点PRC激光器的维护激光焊接设备的选用第二章激光焊接参数及其影响激光焊接工艺特点介绍激光焊接工艺参数介绍激光功率对焊接的影响-1-焊接速度对激光焊接的影响离焦量对激光焊接的影响保护气体对激光焊接的影响等离子体对激光焊接的影响激光焊接光束焦点的常用测定方法高功率激光焊接的离焦量恒定问题材料吸收率对激光焊接的影响离焦量对激光焊缝成形的影响焊接速度对600MPaTRIP钢焊缝成形的影响焊接速度对600MPaDP钢焊缝成形的影响焊接速度对1000MPaTRIP钢焊缝成形的影响激光焊接熔池的动态观察激光功率对焊接熔池动态的影响激光焊接的脉冲波形激光焊接的脉冲频率焊接速度对奥氏体不锈钢激光焊接的影响功率对奥氏体不锈钢激光焊接的影响激光焊接参数对接头强度的影响焊接速度对1.2mm厚1200MPaTRIP钢接头性能的影响激光焊接速度对1000MPaTRIP钢接头性能的影响激光焊接速度对1000MPaTRIP钢接头性能的影响（He保护）激光焊接速度对800MPaTRIP钢焊缝成型的影响1mm不锈钢薄板的YAG激光焊接1.2mm不锈钢薄板的YAG激光焊接2mm厚低碳钢板的CO激光焊接23mm厚低碳钢板的CO激光焊接24mm厚低碳钢板的CO激光焊接2第三章激光焊接设备操作及维护YAG脉冲激光焊接设备操作方法DISC激光焊接系统操作规程Rofin二氧化碳激光焊接系统操作规程光纤激光焊接系统操作规程YAG激光焊接设备的维护DISC激光焊接设备的维护光纤激光焊接设备的维护二氧化碳激光焊接设备的维护半导体激光焊接设备的维护IPG激光焊接设备的运行模式IPG激光焊接设备的操作步骤IPG激光焊接设备的非手动操作模式通快碟片激光器的操作通快碟片系列激光器的接口通快碟片激光器的操作程序TruControl 1000-2-激光焊接实例第四章塑料的激光焊接三光点激光钎焊工艺德国LIMO公司塑料激光焊接机激光半熔透焊接工艺介绍激光拼焊板工艺介绍激光熔焊在乘用车白车身上的应用激光钎焊在乘用车白车身上的应用传动齿轮的激光焊接传感器的激光焊接应用激光焊接金刚石锯片实例动力电池的激光焊接纳秒脉冲激光器的焊接应用光纤激光器在白车身焊接中的应用激光自体钎焊在医疗器械上的应用1mm厚低碳钢薄板的激光焊接800MPaTRIP钢的激光焊接激光焊接与电阻点焊在白车生上应用对比SUS304L不锈钢的激光焊接薄壁件的激光脉冲焊接激光填丝焊接激光脉冲焊接传感器实例上海宝钢阿赛洛激光拼焊板介绍汽车座椅转角器的激光焊接实例激光电焊的特点激光点焊在白车身上应用铝合金的激光焊接长春三友激光拼焊板介绍汽车刹车盘的激光焊接实例阀门的激光焊接黄铜阀门的激光焊接钢铝异种材料的激光焊接钛合金板材的激光焊接奥氏体不锈钢波纹板的激光焊接600MPaTRIP钢的激光焊接600MPaDP钢的激光焊接1000MPaTRIP钢的激光焊接采用He保护的1000MPaTRIP钢的激光焊接600MPaPH钢的激光焊接采用He保护的600MPaPH钢的激光焊接华菱安赛乐米塔尔激光拼焊板介绍激光复合焊接技术第五章激光电弧复合焊技术介绍激光MIG复合焊接应用激光MIG复合焊接系统介绍激光等离子复合焊介绍激光电弧复合焊应用对比激光-TIG复合焊介绍激光电弧复合焊接接头化学成分均匀性的影响因素激光自体复合焊介绍激光单热源焊接特点介绍激光复合热源焊接特点介绍激光-TIG复合焊介绍能量负反馈激光焊接工艺第六章能量反馈式激光焊接原理激光焊接能量负反馈设备介绍激光焊接缺陷及检验第七章激光拼焊板常见缺陷分析激光焊接接头的形式激光焊接接头坡口形核激光焊接的焊缝介绍激光焊缝中的气孔缺陷激光焊接中的冷裂纹缺陷激光焊接中的热裂纹缺陷激光焊缝缺陷的外观检验激光焊接接头的密封性检验激光焊接接头的金相检验激光焊接接头的耐压检验检测RT激光焊缝缺陷的检测激光焊缝缺陷的UT 检测激光焊缝缺陷的MT 检测激光焊缝缺陷的PT ET 激光焊缝缺陷的检测激光焊接接头的耐腐蚀性能检验激光焊接接头的质量评定轿车白车身激光焊接质量的检验激光焊接奥氏体不锈钢薄板接头的缺陷第八章激光焊接操作安全与防护激光焊接设备操作常用工程防护措施介绍激光焊接设备操作常用个人防护措施介绍激光焊接设备操作安全培训介绍激光焊接设备操作医学监督措施介绍气体激光焊接设备维护介绍半导体激光焊接设备维护介绍 DISK激光焊接设备维护介绍 YAG激光焊接设备维护介绍-4-光纤激光焊接设备维护介绍激光辐射的危害激光焊接设备使用的安全防护现代封闭式激光焊接工作站介绍高功率激光焊接设备使用注意事项高功率光纤激光器维护与故障处置光纤激光器光纤的清洁处理罗芬板条系列激光器使用须知通快系列激光器的安全配置通快碟片激光器运行中断应对措施通快碟片系列激光器的标牌激光焊接设备的分级（国际标准）激光焊接设备的分级（国家标准）三、课程的基本要求1．本课程在注重学生基础理论知识理解的同时，要求更侧重对学生实践动手能力的培养；2．采取理论教学和实践观摩教学相结合的方式以增强课程学习的直观性和针对性；四、课程的实践环节安排根据系里实验室设备情况，安排实践观摩教学。

激光焊接工艺参数解析

激光焊接工艺参数解析激光焊接因具有高能量密度、深穿透、高精度、适应性强等优点而受到航空航天、机械、电子、汽车、造船和核能工程等领域的普遍重视。

尤其在汽车生产中，无论是车身组装还是汽车零部件的生产，激光焊接都得到了广泛的应用。

据有关资料统计，欧美工业发达国家50%~70%的汽车零部件都是用激光加工完成的，其中主要以激光焊接和切割为主,激光焊接在汽车生产中已成为标准工艺。

影响激光焊接质量的工艺参数比较多，如功率密度、光束特性、离焦量、焊接速度、激光脉冲波形和辅助吹气等。

功率密度功率密度是激光焊接中最关键的参数之一。

采用较高的功率密度，在几秒或几微秒时间内，可迅速将金属加热至熔点，形成良好的熔融焊接。

激光光束的聚焦光斑直径与激光器输出光束的模式密切相关，模式越低，聚焦后的光点越小，焊缝越窄，热影响区越小。

Nd：YAG固体激光器的光束模式为TEMOO o激光脉冲波形激光脉冲波形在激光焊接中十分重要（尤其是对薄片焊接）。

当高强度激光束射至材料表面时，金属表面将会有60%~90%的激光能量因反射而损失掉，且反射率随表面温度不同而改变。

在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大，例如正弦波，适用于散热快的工件，飞溅小但熔深浅；方波适用于散热慢的工件，飞溅大但熔深大。

通过快速渐升、渐降功率的调整，可使焊件防止激光功率开关瞬间突开、突闭造成的焊缝起始气孔和收尾弧坑裂纹缺陷。

离焦量离焦量是指工件表面偏离焦平面的距离。

离焦位置直接影响拼焊时的小孔效应。

离焦方式有两种：正离焦和负离焦。

焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。

当正负离焦量相等时，所对应平面的功率密度近似一样，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。

实验说明，激光加热50-200μs时材料开始熔化，形成液相金属并出现部分汽化，形成高压蒸气,并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。

与此同时，高浓度气体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。

激光焊透和焊接现象的解释

第36 卷第12 期中国激光V ol36, No. 12 2009 年12 月CHINESE JOURNAL OF LASERS December, 20091文章编号: 0258- 7025( 2009) 12-3160- 07激光焊透和焊接现象的解释(特约论文)Seiji Katayama* Youske Kawahito(缝接和焊接研究所,大阪大学,567 - 0047年大阪,日本)Corr esponding author : katayama @jwri. osaka-u . ac. Jp接收2009年10月13日摘要深入渗透焊接可以由一个高能量密度的激光器产生。

而影响激光焊透的因素,有焊缝熔深，激光诱导和激光束之间的相互作用，锁孔是熔体在熔化池中流动的一种行为，并且有气泡和孔隙的产生，阻止了勘察。

因此，对等离子体焊缝熔深的效果由CO2激光器和光纤激光器焊接进行解释分别。

飞溅，底部填充，驼峰的形成的理解。

可以被容易地确认形成在高功率和低的焊接速度，由于许多气泡的产生从该孔隙率尖的。

关键词激光焊接；CO2激光器；光纤激光；激光焊接现象；焊缝熔深1引言激光焊接已经获得了极大的普及，有前途的高品质连接技术，高精度，高性能，高速度，好的柔韧性，以及低的变形或失真，除了容易识别还可以广泛的应用。

一个机器人，减少电源蒸发增强散热，全自动化，系统化，生产化等[1]。

激光焊接的应用是逐渐增加。

激光器的缺陷或缺点，使其激光焊接的成本高，高度反射或高难熔塞尔玛导电金属，小间隙公差，易形成焊接，如波河缺陷- 孔隙度在深深地渗透焊缝熔合区。

因此，要了解CO2，YAG，或光纤激光器焊缝熔深的机制和现象，各种研究已有进行有关激光诱导行为，激光束和其之间的相互作用诱导等离子，熔体流动，锁孔沟通对话折射率和气泡产生的熔池铅的孔隙形成的焊缝熔合区[2〜26]。

2实验方法高功率CO2，YAG或光纤激光器的焊接是在304型奥氏体少钢或铝合金板上染色进行的，并且其焊透和焊接现象进行了对比。

影响激光焊接质量的工艺参数

影响激光焊接质量的工艺参数激光焊接的过程中，有时候会出现焊接不好的情况，大家知道影响这些焊接工艺的参数都有哪些吗？关于影响焊接质量的焊接工艺参数主要有激光输出功率、焊接速度、激光波形、脉冲宽度、离焦量和保护气体。

输出功率、焊接速度对熔深的影响。

激光波形主要有脉冲激光器常用的脉冲波形和连续焊接时的缝焊波形。

脉冲波形对焊接质量的影响（针对脉冲激光器）◆对于焊接铜、铝、金、银高反射材料时，为了突破高反射率的屏障，可以利用带有前置尖峰的激光波形。

但这种波形在高重复率缝焊时不宜采用，容易产生飞溅，形成不规则的孔洞。

◆对于铁、镍等黑色金属，表面反射率低，宜采用矩形波或缓衰减波形。

连续焊接时的缝焊波形：焊波形就是激光功率随焊接时间变化的曲线。

在材料要求焊接密封时此波形尤为重要。

在焊接开始时激光功率缓慢上升，结束时缓慢下降，在连续激光器焊接时，结尾处出现的凹坑，宜采用此波形，减小凹坑程度，以达到焊接效果。

脉冲宽度（针对脉冲激光器）：光的脉冲宽度针对YAG固体激光器来说是焊接的重要参数之一，它决定材料是否熔化，为了保证激光焊接中材料表面不出现强烈气化，一般假定在脉冲终止时材料表面温度达到沸点。

脉宽越长，焊点直径越大，相同的工作距离时，熔深越深。

离焦量：光焊接时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：正离焦和负离焦。

焦平面位于工件上方为正离焦，反之负离焦。

焊接薄材料时宜采用正离焦，需要较大熔深时宜采用正离焦。

离焦方式：一定的激光功率和焊接速度下，当焦点处于最佳焊接位置范围内时，可以获得最大熔深和好的焊缝形状。

保护气体：护气体的种类、气体流量及吹气方式也是影响焊接质量的重要焊接工艺参数之一。

常用的保护气体有氮气N2、氩气Ar、氦气He以及氩气和氦气的混合气体。

通常情况下，焊接碳钢时宜采用Ar，不锈钢宜采用N2，钛合金宜采用He，铝合金宜采用Ar和He的混合气体。

铝合金激光焊接难点及解决对策

铝合金激光焊接难点及解决对策一、概述铝合金具有高比强度、高比模具和高疲劳强度以及良好的断裂韧性和较低的裂纹扩展率，同时还具有优良的成形工艺性和良好的抗腐蚀性。

因此，广泛应用于各种焊接结构和产品中。

传统的铝合金焊接一般采用TIG焊或MIG焊工艺，但所面临的主要问题是焊接过程中较大的热输入使铝合金变形大，焊接速度慢，生产效率低。

由于焊接变形大，随后的矫正工作往往浪费大量的时间，增加了制造成本，影响了生产效率和生产质量，而激光焊接具有功率密度高、焊接热输入低、焊接热影响区小和焊接变形小等特点，使其在铝合金焊接领域受到格外的重视。

铝合金激光焊接的主要难点在于：1、铝合金对激光束的高初始反射率及其本身的高导热性，使铝合金在未熔化前对激光的吸收率低，“小孔”的诱导比较困难。

2、铝的电离能低，焊接过程中光致等离子体易于过程和扩散，使得焊接稳定性差。

3、铝合金激光焊接过程中容易产生气孔和热裂纹。

4、焊接过程中合金元素的烧损，使铝合金焊接接头的力学性能下降。

二、铝合金激光焊接的问题和对策1、铝合金对激光的吸收率问题材料对激光的吸收率由下式决定ε=0.365{ρ[1+β(т-20)]/λ}1/2式中ρ—铝合金20度的直流电阻率，Ω.Mβ—电阻温度系数，℃-1т—温度，℃λ—激光束的波长对于铝合金来说，吸收率是温度的函数，在铝合金表面熔化、汽化前。

由于铝合金对激光的高反射，吸收率将随温度的升高而缓慢增加，一旦铝合金表面熔化、汽化，对激光的吸收率就会迅速增加。

为提高铝合金对激光的吸收，可以采用以下方法：ü采取适当的表面预处理工艺表1所示为铝在原始表面（铣、车加工后）、电解抛光、喷砂（300目砂子）及阳极氧化（氧化层厚度u m级）4种表面状态下对入射光束能量的吸收情况。

由此可见，阳极氧化和喷砂处理可以显著提高铝对激光束的能量吸收。

另外，砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀、石墨涂层及空气炉中氧化等表面预处理措施对激光束的吸收是有效的。

激光焊接与等离子焊的区别

. 激光焊接在微型电机生产中的工艺特点。

激光用来封焊微型电机金属外壳、轴承和轴承套是目前一种最先进的加工工艺方法，主要基于激光焊接有以下特点：(1) 高的深宽比。

焊缝深而窄，焊缝光亮美观。

(2) 最小热输入。

由于功率密度高，熔化过程极快，输入工件热量很低，焊接速度快，热变形小，热影响区小。

(3) 高致密性。

焊缝生成过程中，熔池不断搅拌，气体易出，导致生成无气孔熔透焊缝。

焊后高的冷却速度又易使焊缝组织微细化，焊缝强度、韧性和综合性能高。

(4) 强固焊缝。

高温热源和对非金属组份的充分吸收产生纯化作用，降低了杂质含量，改变夹杂尺寸和其在熔池中的分布，焊接过程中无需电极或填充焊丝，熔化区受污染小，使焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母体金属。

(5) 精确控制。

因为聚焦光斑很小，焊缝可以高精度定位，光束容易传输与控制，不需要经常更换焊炬、喷咀，显著减少停机辅助时间，生产效率高，光无惯性，还可以在高速下急停和重新启始。

用自控光束移动技术则可焊复杂构件。

(6) 非接触、大气环境焊接过程。

因为能量来自激光，工件无物理接触，因此没有力施加于工件。

另外，磁和空气对激光都无影响。

(7) 由于平均热输入低，加工精度高，可减少再加工费用，另外，激光焊接运转费用较低，从而可降低工件成本。

(8) 容易实现自动化，对光束强度与精细定位能进行有效控制。

三、激光焊接与现有焊接方法的比较目前传感器、微型电机等密封焊接采用的方法有：电阻焊、氩弧焊、电了束焊、等离子焊等。

2. 氩弧焊：使用非消耗电极与保护气体，常用来焊接薄工件，但焊接速度较慢，且热输入比激光焊大很多，易产生变形。

3. 等离子弧焊：与氩弧类似，但其焊炬会产生压缩电弧，以提高弧温和能量密度，它比氩弧焊速度快、熔深大，但逊于激光焊。

4.电子束焊：它靠一束加速高能密度电子流撞击工件，在工件表面很小密积内产生巨大的热，形成"小孔"效应，从而实施深熔焊接。

电子束焊的主要缺点是需要高真空环境以防止电子散射，设备复杂，焊件尺寸和形状受到真空室的限制，对韩件装配质量要求严格，非真空电子束焊也可实施，但由于电子散射而聚焦不好影响效果。

激光焊机的焊接质量浅谈

激光焊机的焊接质量浅谈摘要：激光焊接，指将传统的焊接技术和激光技术进行结合，目前激光焊接技术的发展，是由于它能量源是具有高能量密度的激光束，直径小，能量大，焊接材料的热影响区域小，母材热变形小，焊接质量稳定，故焊接技术被广泛应用到车，船舶等各个前沿领域中应用越来越广泛。

关键词：激光焊机；焊接；质量根据焊机实际情况的需求，激光焊机以其焊接速度快，焊接质量高，具有操作简单，安全性能高，生产效率高等优势。

一、激光焊机焊接工艺特点在焊接材料范围和焊接条件及焊接效果等方面有显著的区别。

除了对焊件装配精度要求高以外，与传统焊接方比较具有显著的优点：加热范围小，焊缝和热影响区窄，接头性能优良；残余应力和焊接变形小，可以实现高精度焊接；可对高熔点、高热导率，热敏感材料及非金属进行焊接，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；能在室温或特殊条件下进行焊接。

焊接速度快，易于实现自动化，生产率高。

因而在生产中高能束成为焊接技术发展的主流。

激光焊接过程产生的金属蒸气和保护气体，在激光作用下发生电离，从而在小孔内部和上方形成等离子体。

等离子体对激光有吸收、折射和散射作用，因此一般来说熔池上方的等离子体会削弱到达工件的激光能量，影响光束的聚焦效果，对焊接不利。

二、激光焊机的焊接焊缝质量系统焊接质量的好坏，取决于来料带钢的板型，设备精度和焊接参数的设定。

来料可能会带头和带尾处有浪，带钢夹杂，镰刀弯，厚度不均等情况，都会大大影响焊接质量；设备需要自动调节焊接缝隙，焊接速度，激光功率，焦点位置等焊接动作，如果设备精度下降后，设定值与实际值的差别焊接会导致明显的焊接缺陷；焊接参数的确定大都是在生产线进行大批量生产之前，进行焊接实验而得出的，但在面对偶发性焊接异常时，需要调节一个或者多个参数进行焊接。

在操作界面上，可激活所选择的信号进行查看图像界面实时拍摄间隙照片、焊缝照片及熔深照片，最后每条焊缝以焊缝数目号命名，将数据以文本格式保存于电脑中。

激光焊过程中的几种效应

激光焊过程中的几种效应
激光焊是一种高能束焊接方式，在焊接过程中存在几种主要的效应，这些效应对焊接质量、焊接速度和焊接效率等都有重要影响。

以下是激光焊接过程中的几种主要效应：
1. 热传导效应：激光焊接时，激光能量在工件表面转化为热能，导致工件表面温度升高。

热能向工件内部传播，使得工件内部温度升高，这一过程称为热传导效应。

热传导效应是激光焊接过程中的主要传热方式，对焊接区的熔化、汽化、热影响区的大小等有重要影响。

2. 热辐射效应：激光焊接过程中，高能束的激光照射到工件表面，工件表面吸收激光能量后温度升高，产生热辐射。

热辐射的强度和波长与工件温度有关，这一效应对焊接区的加热速度和加热均匀性有重要影响。

3. 热对流效应：在激光焊接过程中，由于工件表面温度升高，与周围环境之间存在温差，导致工件表面附近的气体流动，这一流动现象称为热对流。

热对流对焊接区的温度场和气体保护效果有重要影响，也影响着焊接质量和焊接效率。

4. 光致等离子效应：在激光焊接过程中，高能束的激光照射到工件表面，使得工件表面的部分物质蒸发并形成等离子体。

等离子体对激光具有吸收和散射作用，影响着激光能量的传输和分布，这一效应称为光致等离子效应。

光致等离子效应对焊接区的加热效果和焊接质量有重要影响。

了解和掌握这些效应的特点和规律，有助于更好地控制激光焊接过程，提高焊接质量、焊接速度和焊接效率。

同时，也有助于优化激光焊接工艺参数，例如激光功率、激光焦距、焊接速度等，以获得更好的焊接效果。

对于激光焊接时所采用的气体作用介绍

对于激光焊接时所采用的气体作用介绍激光焊接机的保护气体。

激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池，当某些材料焊接可不计较表面氧化时则也可不考虑保护，但对大多数应用场合则常使用氦、氩、氮等气体作保护，使工件在焊接过程中免受氧化。

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。

使用保护气体的第二个作用是保护聚焦透镜免受金属蒸气污染和液体熔滴的溅射。

特别在高功率激光焊接时，由于其喷出物变得非常有力，此时保护透镜则更为必要。

保护气体的第三个作用是对驱散高功率激光焊接产生的等离子屏蔽很有效。

金属蒸气吸收激光束电离成等离子云，金属蒸气周围的保护气体也会因受热而电离。

如果等离子体存在过多，激光束在某种程度上被等离子体消耗。

等离子体作为第二种能量存在于工作表面，使得熔深变浅、焊接熔池表面变宽。

通过增加电子与离子和中性原子三体碰撞来增加电子的复合速率，以降低等离子体中的电子密度。

中性原子越轻，碰撞频率越高，复合速率越高；另一方面，只有电离能高的保护气体，才不致因气体本身的电离而增加电子密度。

表常用气体和金属的原子(分子)量和电离能从表可知，等离子体云尺寸与采用的保护气体不同而变化，氦气最小，氮气次之，使用氩气时最大。

等离子体尺寸越大，熔深则越浅。

造成这种差别的原因首先由于气体分子的电离程度不同，另外也由于保护气体不同密度引起金属蒸气扩散差别。

氦气电离最小，密度最小，它能很快地驱除从金属熔池产生的上升的金属蒸气。

所以用氦作保护气体，可最大程度地抑制等离子体，从而增加熔深，提高焊接速度；由于质轻而能逸出，不易造成气孔。

激光焊接体能量及其对焊缝熔深的影响讲解

激光焊接体能量及其对焊缝熔深的影响讲解激光焊接体能量及其对焊缝熔深的影响定义焊接体能量用来综合评价激光焊接过程中激光功率、焊接速度、离焦量及焦点尺寸等焊接规范参数对激光焊接过程的影响，焊接体能量与激光功率呈正比、焊接速度呈反比、与离焦量呈指数关系。

研究结果表明，随着焊接体能量的增大，焊缝熔深近似呈线性增大。

前言激光焊接，特别是激光深熔焊接是一个非常复杂的物理化学过程，涉及到激光—材料—等离子体之间的相互作用。

但是在激光焊接过程中影响并决定焊缝熔深等焊缝成型状况的是激光定义焊接体能量用来综合评价激光焊接过程中激光功率、焊接速度、离焦量及焦点尺寸等焊接规范参数对激光焊接过程的影响，焊接体能量与激光功率呈正比、焊接速度呈反比、与离焦量呈指数关系。

研究结果表明，随着焊接体能量的增大，焊缝熔深近似呈线性增大。

前言激光焊接，特别是激光深熔焊接是一个非常复杂的物理化学过程，涉及到激光—材料—等离子体之间的相互作用。

但是在激光焊接过程中影响并决定焊缝熔深等焊缝成型状况的是激光功率、焊接速度、离焦量及焦点尺寸等焊接规范参数，其中离焦量（在激光焊接中，一般用离焦量来表征激光光斑及焦点尺寸）是焊缝熔深的重要影响因素之一。

在电弧焊中，人们常采用焊接线能量或热输入(二者的单位均为J·m-1)来描述和评价焊接过程中电弧电压、焊接电流和焊接速度等焊接规范参数对焊缝熔深的影响，但是这两个参数都没有考虑电弧作用面积对焊缝熔深的影响。

如果用电弧焊中的焊接线能量或热输入来综合评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响，则不能反映离焦量及焦点尺寸对焊缝熔深的影响。

若考虑离焦量的影响，用热输入来评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响，则容易和电弧焊中的热输入在物理意义上混淆。

目前，在激光焊接的研究中，还没有一个参数能够综合体现焊接规范参数对焊接过程的影响。

为了综合评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响以及区别电弧焊中的热输入，本文定义了焊接体能量，并研究了Nd:YAG 激光深熔焊接过程中焊接体能量对焊缝熔深的影响。

激光焊接中各参数对焊接质量影响的研究

激光焊接中各参数对焊接质量影响的研究激光焊接是一种高效、高精度、非接触式的焊接方法，广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗器械等行业。

在激光焊接过程中，各种参数对焊接质量有着重要的影响。

本文将从激光功率、激光束品质、焊接速度等几个方面探讨各参数对焊接质量的影响。

首先，激光功率是激光焊接中最重要的参数之一、激光功率直接决定了焊接的能量密度，对焊缝的熔深、熔池形状等都有重要影响。

一般来说，激光功率越高，焊接的熔深越大，但过高的激光功率可能导致焊缝熔化过度，出现熔穿等质量问题。

因此，选择适当的激光功率是保证焊接质量的关键。

其次，激光束品质也是影响焊接质量的重要参数。

激光束的形状、光斑大小、光斑均匀度等都会影响焊接质量。

如果激光束品质不好，比如光斑不均匀、光斑畸变等，就会导致焊缝质量不稳定，甚至出现焊接缺陷。

因此，对于激光束品质的控制非常重要，可以通过合理设计激光器、光束整形系统等手段来改善激光束品质。

另外，焊接速度也是影响焊接质量的关键参数之一、焊接速度的快慢直接影响焊接熔池的冷却速度，从而影响焊缝的熔合情况。

一般来说，焊接速度越快，焊缝质量越差，因为熔池没有足够的时间来充分熔化基材，容易产生裂纹、夹杂物等缺陷。

但是，焊接速度过慢也会导致熔池过度烧蚀，影响焊缝质量。

因此，在激光焊接中，需要根据具体工艺要求选择合适的焊接速度以保证焊接质量。

此外，材料的选择和准备也对激光焊接质量有着重要的影响。

材料的熔点、熔化性能等直接决定了焊接过程中材料的熔化情况。

而材料的表面质量、尺寸、几何形状等也会影响焊接过程中的熔池形状和熔池与基材的结合情况。

因此，对材料的选择和准备要进行充分的研究和优化，以满足焊接质量的要求。

总结起来，激光焊接中各参数对焊接质量的影响十分复杂，需要通过系统的实验研究来获得。

对于激光功率、激光束品质、焊接速度等参数，需要在保证焊缝质量的前提下进行优化选择，确保焊接质量的稳定性和一致性。

此外，材料的选择和准备也是影响焊接质量的重要因素，需要根据具体的焊接工艺和要求进行合理的选择和优化。

影响激光焊接质量的主要因素

影响激光焊接质量的主要因素影响激光焊接质量的因素很多．其中一些极易波动，具有相当的不稳定性。

如何正确设定和控制这些参数，使其在高速连续的激光焊接过程中控制在合适的范围内，以保证焊接质量首先是焊缝成形的可靠性和稳定性，是关系到激光焊接技术实用化、产业化的重要问题。

以板材对接单面焊双面成形工艺为例，影响激光焊接质量的主要因素分焊接设备，工件状况和工艺参数三方面.1 焊接设备对激光器的质量要求最主要的是光束模式和输出功率及其稳定性。

光束模式是光束质量的主要指标，光束模式阶数越低，光束聚焦性能越好，光斑越小，相）或低阶模，同激光功率下功率密度越高，焊缝深宽越大。

一般要求基模（TEM00否则难以满足高质量激光焊接的要求。

虽然目前国产激光器在光束质量和功率输出稳定性方面用于激光焊接还有一定困难。

但从国外情况来看，激光器的光束质量和输出功率稳定性已相当高，不会成为激光焊接的问题。

光学系统中影响焊接质量最大的因素是聚焦镜，所用焦距一般在127mm（5in）到200mm（7.9in）之间，焦距小对减小聚焦光束腰斑直径有好处，但过小容易在焊接过程中受污染和飞溅损伤。

2.工件状况激光焊接要求对工件的边缘进行加工，装配有很高的精度，光斑与焊缝严格对中，而且工件原始装配精度和光斑对中情况在焊接过程中不能因焊接热变形而变化。

这是因为激光光斑小，焊缝窄，一般不加填充金属，如装配不严间隙过大，光束能穿过间隙不能熔化母材，或者引起明显的咬边、凹陷，如光斑对缝的偏差稍大就有可能造成未熔合或未焊透。

所以，一般板材对接装配间隙和光斑对缝偏差均不应大于0.1mm，错边不应大于0.2mm。

当焊缝较长时，焊前的准备难度很大，普通剪床F料一般不能满足要求．必须经过机械加工或用高精度剪床剪切，还必须根据具体工件情况设计合适的精密胎夹具。

实际生产中，有时因不能满足这些要求，而无法采用激光焊接技术。

3.焊接参数（1）对激光焊接模式和焊缝成形稳定件的影响焊接参数中最主要的是激光光斑的功率密度，它对焊接模式和焊缝成形稳定性影响如下：随激光光斑功率密度由小变大依次为稳定热导焊、模式不稳定焊和稳定深熔焊1][2]，其产生条件和焊缝成形特征如表2所示。

影响激光焊接的参数

影响激光焊接的参数激光焊接是一种高能密度焊接技术，通过激光束的瞬时加热使焊接材料熔化并连接在一起。

激光焊接的质量和效率受到许多参数的影响，以下是其中一些重要的参数及其影响。

1.激光功率：激光功率是影响激光焊接的最重要参数之一、较高的激光功率可以提供更大的加热能量，从而加速焊接速度和提高焊缝质量。

然而，过高的功率可能导致焊接过程中的材料融化和汽化，导致焊接质量下降。

2.激光模式：激光模式是指激光束的空间分布。

通常使用的激光模式有高斯模式和顶帽模式。

高斯模式具有更高的能量密度，适用于焊接较小的焊缝和精细部件。

顶帽模式可提供更大的均匀加热区域，适用于焊接较大的焊缝。

3.扫描速度：扫描速度是指激光束在焊接过程中移动的速度。

较高的扫描速度可以减少焊接热影响区域，降低变形和应力集中的风险。

然而，过高的扫描速度可能导致焊缝质量下降。

4.焦聚距离：焦聚距离是指激光束从透镜到焊接材料的距离。

焦距的选择影响焦点大小和焦点深度。

较小的焦点可提供更高的能量密度，适用于焊接较小的焊缝和精细部件。

较大的焦点适用于焊接较大的焊缝。

5.辅助气体：在激光焊接过程中，通常使用辅助气体来保护熔池和激光光路。

常用的辅助气体有氩气、氮气和氢气等。

辅助气体可以有效保护熔池免受大气中的氧化物污染，并帮助消除焊接过程中产生的气孔。

6.材料选择：焊接材料的选择也会对激光焊接过程产生影响。

相对来说，较低的反射率和透射率使得焊接材料更适合激光焊接。

激光焊接适用于很多材料，如金属、塑料和陶瓷等。

总的来说，以上参数都会对激光焊接的质量和效率产生重要影响。

合理选择和优化这些参数可以提高焊接质量，减少变形和提高效率。

微波组件产品的焊接技术

微波组件产品的焊接技术摘要:主要介绍了微波组件产品的密封焊接技术,并阐述了每种工艺方法的机理以及各自的优缺点，以及影响组装质量的主要因素和优化方法。

关键词:微波组件;封焊方焊接方法可以做到密封,但对操作人员、盒体设计要求要高,稍有不当,就容易产生多余物。

当生产批量较大时,使用平行缝焊工艺是最成熟、生产效率和成品率最高的一种方式,但其具有局限性,一、微波组件产品的焊接技术良好的密封可以保护器件和封装金属内层不受环境腐蚀和机械损伤。

目前微波组件的主要密封方式有钎焊密封、平行缝焊密封、激光焊接密封、环氧胶密封。

1.钎焊密封。

钎焊密封是利用钎焊原理，在相对较低的温度下完成，其优点是可返修性好。

由于微波组件密封时内部的电路已经调试完毕，密封时组件内部温度不能超过其器件和焊料所能承受的最高温度，因此钎焊密封多选用低温焊料。

另外，钎焊接头结构设计也很关键，合理的接头缝隙有利于钎料的毛细作用，但钎焊密封容易产生焊锡珠、助焊剂残留等焊接杂质，为了防止焊接杂质渗入密封体，往往需要设计复杂的焊接接头，甚至采用双层盖板。

因此，钎焊密封较难应用在小型化微波组件上。

随着钎焊技术的发展，感应钎焊、激光钎焊、借助平行缝焊实现钎焊等先进的钎焊方式被提出，并在组件的密封上得以应用。

它们通过改变钎焊能量的来源，将热量集中在焊接接头，降低了热源对微波组件的影响。

其中感应钎焊主要原理是依靠工件在交流电的交变磁场中产生感应电流进而产生电阻热来加热，可以将热量控制在组件局部部位；激光钎焊采用激光为钎焊能量来源，由于光束易控，可以精确焊接，对组件的热影响最低；平行缝焊钎焊虽对组件结构有一定要求，但其生产效率、成品率较高，适合批量生产。

采用平行缝焊对AuSn钎料熔融进行封盖的新方法，并大量用于产品的批量化生产，一次合格率达99%。

2.平行缝焊。

传统的平行缝焊密封在各类微波器件封装中普遍采用，如晶体振荡器、谐振器、滤波器、放大器等，工艺较为成熟。