激光光斑半徑增大焊接溫度怎麼變

A. 激光焊接工藝

可以。

一、激光焊接工藝參數：
1、功率密度。 功率密度是激光加工中最關鍵的參數之一。採用較高的功率密度，在微秒時間范圍內，表層即可加熱至沸點，產生大量汽化。因此，高功率密度對於材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。對於較低功率密度，表層溫度達到沸點需要經歷數毫秒，在表層汽化前，底層達到熔點，易形成良好的熔融焊接。因此，在傳導型激光焊接中，功率密度在范圍在104~106W/cm2。
2、激光脈沖波形。 激光脈沖波形在激光焊接中是一個重要問題，尤其對於薄片焊接更為重要。當高強度激光束射至材料表面，金屬表面將會有60~98%的激光能量反射而損失掉，且反射率隨表面溫度變化。在一個激光脈沖作用期間內，金屬反射率的變化很大。
3、激光脈沖寬度。 脈寬是脈沖激光焊接的重要參數之一，它既是區別於材料去除和材料熔化的重要參數，也是決定加工設備造價及體積的關鍵參數。
4、離焦量對焊接質量的影響。 激光焊接通常需要一定的離焦，因為激光焦點處光斑中心的功率密度過高，容易蒸發成孔。
二、激光焊接工藝方法：
1、片與片間的焊接。包括對焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4種工藝方法。
2、絲與絲的焊接。包括絲與絲對焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等4種工藝方法。
3、金屬絲與塊狀元件的焊接。採用激光焊接可以成功的實現金屬絲與塊狀元件的連接，塊狀元件的尺寸可以任意。在焊接中應注意絲狀元件的幾何尺寸。三、採用激光軟釺焊與其它方式相比有以下優點：
1、由於是局部加熱，元件不易產生熱損傷，熱影響區小，因此可在熱敏元件附近施行軟釺焊。
2、用非接觸加熱，熔化帶寬，不需要任何輔助工具，可在雙面印刷電路板上雙面元件裝備後加工。
3、重復操作穩定性好。焊劑對焊接工具污染小，且激光照射時間和輸出功率易於控制，激光釺焊成品率高。
4、激光束易於實現分光，可用半透鏡、反射鏡、棱鏡、掃描鏡等光學元件進行時間與空間分割，能實現多點同時對稱焊。
5、激光釺焊多用波長1.06um的激光作為熱源，可用光纖傳輸，因此可在常規方式不易焊接的部位進行加工，靈活性好。
6、聚焦性好，易於實現多工位裝置的自動化。
盈雲光電作為山東激光塑料焊接設備生產廠家，生產的塑料激光焊接設備主要應用於汽車後尾燈、車載攝像頭、汽車胎壓監測計、醫用流體器件。
四、激光深熔焊：
1、冶金過程及工藝理論。 激光深熔焊冶金物理過程與電子束焊極為相似，即能量轉換機制是通過「小孔」結構來完成的。這個充滿蒸汽的小孔猶如一個黑體，幾乎全部吸收入射光線的能量，孔腔內平衡溫度達25000度左右。熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來，使包圍著這個孔腔的金屬熔化。小孔內充滿在光束照射下壁體材料連續蒸發產生的高溫蒸汽，小孔四壁包圍著熔融金屬，液態金屬四周即圍著固體材料。孔壁外液體流動和壁層表面張力與孔腔內連續產生的蒸汽壓力相持並保持著動態平衡。就是說，小孔和圍著孔壁的熔融金屬隨著前導光束前進速度向前移動，熔融金屬填充著小孔移開後留下的空隙並隨之冷凝，焊縫於是形成。

B. 如何調整激光焊接機光路

激光焊接機光路調整
激光焊接機激光器以及光路的調整必須由經過專門培訓的人員進行，否則會因激光器失調或調偏造成光路上其它組件的損壞。
激光諧振腔的調整步驟如下：
1．檢查基準光源
紅色的半導體激光是整個光路的基準，必須首先確保其准確性。用一個簡易的高度規檢查紅光是否與光具座導軌頂面平行，並處於光具座兩條導軌間的中心線上，如出現偏差，可以通過6個緊固螺釘進行調整。調整好後注意再檢查一遍所有緊固螺釘是否已經完全擰緊。
2．調整輸出鏡(輸出介質膜片)位置
調整輸出鏡前，應將裝有YAG棒的聚光腔拿開，以免因光路中YAG棒的折射偏差影響調整的准確性。
輸出介質膜片的准確位置應該是使紅光位於其中心位置並能將紅光完全反射回紅光的出射孔，否則應通過膜片架的旋鈕進行仔細調整。注意調整完後應將膜片架調節旋鈕上的鎖緊圈完全鎖緊，確保其位置的穩定性，然後再一次檢查其反射光的位置是否保持在原位。
3．檢查YAG棒的安裝位置
用透明膠紙分別貼在YAG棒套的兩端，觀察紅光光斑是否在兩個棒套管的正中間位置，如有偏差，應通過調整聚光腔的位置加以修正。然後觀察YAG棒的反射光位置，應與紅光的出射孔重合，否則在兼顧紅光盡可能保持在棒套管中心位置的前提下調整聚光腔的位置，使反射光盡量與出射孔靠攏，至少應保證調整到與出射孔的偏差小於1mm。
4．調整全反鏡(全反介質膜片)位置
第一步：檢查紅光是否在介質膜片的中間位置，否則應調整介質膜片架的安裝位置使紅光在介質膜片的中心。
第二步：粗調介質膜片架旋鈕，使紅光反射回出射孔。
第三步：開啟激光，200A左右，脈寬調整到約2ms，重復頻率調整到0Hz，踩一下腳踏開關使脈沖氙燈閃光，此時用完全暴光的全黑像紙放在輸出鏡前，可以觀察到有激光輸出，反復調整膜片架的兩個旋鈕，使輸出光斑最圓且均勻，然後逐漸降低電流至120A左右，進一步反復仔細地微調旋鈕，盡可能使打到像紙上的光斑最圓且最強部分集中在光斑中心。
第四步：檢查激光是否與紅光重合，將像紙固定在激光輸出鏡的前端並盡量遠離輸出鏡的位置，發出一個激光脈沖，觀察像紙上的光斑中心是否與紅光中心重合，如不重合，可以微調輸出鏡和全反鏡，使光斑與紅光重合，然後再將像紙固定在離激光器輸出鏡800~1000mm的地方，再次檢查光斑是否與紅光重合。如能較好地重合，激光器即調整到了最佳狀態。
第五步：鎖緊各個調節旋鈕，再一次檢查像紙上的光斑是否良好，並與紅光同軸。否則應重新調整。
5．檢查光閘的位置
人工旋轉反射鏡片支架，將光閘推至擋光位置，觀察紅光是否在鏡片的中間，其反射光是否位於光束終止器中心的吸收錐體上，如位置不正確可稍加調整，最後，應特別注意仔細檢查一下光閘反射鏡片是否清潔，受污染的鏡片在使用中很快會炸裂。

C. 影響激光焊接質量的原因是什麼

影響激光焊接質量的因素很多．其中一些極易波動，具有相當的不穩定性。如何正確設定和控制這些參數，使其在高速連續的激光焊接過程中控制在合適的范圍內，以保證焊接質量首先是焊縫成形的可靠性和穩定性，是關繫到激光焊接技術實用化、產業化的重要問題。 以板材對接單面焊雙面成形工藝為例，影響激光焊接質量的主要因素分焊接設備，工件狀況和工藝參數三方面，如圖11所示。
圖11 影響激光焊接質量的主要因素 1 焊接設備
對激光器的質量要求最主要的是光束模式和輸出功率及其穩定性。光束模式是光束質量的主要指標，光束模式階數越低，光束聚焦性能越好，光斑越小，相同激光功率下功率密度越高，焊縫深寬越大。一般要求基模（TEM00）或低階模，否則難以滿足高質量激光焊接的要求。雖然目前國產激光器在光束質量和功率輸出穩定性方面用於激光焊接還有一定困難。但從國外情況來看，激光器的光束質量和輸出功率穩定性已相當高，不會成為激光焊接的問題。
光學系統中影響焊接質量最大的因素是聚焦鏡，所用焦距一般在127mm（5in）到200mm（7.9in）之間，焦距小對減小聚焦光束腰斑直徑有好處，但過小容易在焊接過程中受污染和飛濺損傷。 2.工件狀況
激光焊接要求對工件的邊緣進行加工，裝配有很高的精度，光斑與焊縫嚴格對中，而且工件原始裝配精度和光斑對中情況在焊接過程中不能因焊接熱變形而變化。這是因為激光光斑小，焊縫窄，一般不加填充金屬，如裝配不嚴間隙過大，光束能穿過間隙不能熔化母材，或者引起明顯的咬邊、凹陷，如光斑對縫的偏差稍大就有可能造成未熔合或未焊透。所以，一般板材對接裝配間隙和光斑對縫偏差均不應大於0.1mm，錯邊不應大於0.2mm。當焊縫較長時，焊前的准備難度很大，普通剪床F料一般不能滿足要求．必須經過機械加工或用高精度剪床剪切，還必須根據具體工件情況設計合適的精密胎夾具。實際生產中，有時因不能滿足這些要求，而無法採用激光焊接技術。 3.焊接參數
（1）對激光焊接模式和焊縫成形穩定件的影響焊接參數中最主要的是激光光斑的功率密度，它對焊接模式和焊縫成形穩定性影響如下：隨激光光斑功率密度由小變大依次為穩定熱導焊、模式不穩定焊和穩定深熔焊[1][2]，其產生條件和焊縫成形特徵如表2所示。 表2 三種激光焊接過程的基本特徵
焊接過程 穩定熱導焊（HCW） 模式不穩定焊（UMW） 穩定深熔焊（DPW） 產生條件 低功率密度 功率密度介於HCW和DPW之間 高功率密度 焊接模式 熱導焊 熱導焊和深熔焊隨機出現 深熔焊
小孔特點 不形成小孔 小孔間斷性地產生和消失 小孔穩定存在
等離子體特點 不產生等離子體 等離子體間斷性地產生和消失 穩定的等離子體 焊縫成形特徵 熔深和熔寬均很小的近半圓形焊縫 焊縫成形極不狗寶，熔深和熔寬在大小兩給跳變 熔深較大的指狀焊縫
激光光斑的功率密度，在光束模式和聚焦鏡焦距一定的情況下，主要由激光功率和光束焦
點位置決定。激光功率密度與激光功率成正比。而焦點位置的影響則存在一個最佳值；當光束焦點處於工件表面下某一位置（1～2mm范圍內，依板厚和參數而異）時，即可獲得最理想的焊縫。偏離這個最佳焦點位置，工件表面光斑即變大，引起功率密度變小，到一定范圍，就會引起焊接過程形式的變化。
焊接速度對焊接過程形式和穩定件的影響不如激光功率和焦點位置那樣顯著，只有焊接速度太大時，由於熱輸入過小而出現無法維持穩定深熔焊過程的情況。
實際焊接時，應根據焊件對熔深的要求選擇穩定深熔焊或穩定熱導焊，而要絕對避免模式不穩定焊。
（2）在深熔焊范圍內，焊接參數對熔深的影響1][3] 在穩定深熔焊范圍內，激光功率越高，熔深越大，約為0.7次方的關系；而焊接速變越高，熔深越淺。在一定激光功率和焊接速度條件下焦點處於最佳位置時熔深最大，偏離這個位置，熔深則下降，甚至變為模式不穩定焊接或穩定熱導焊。
（3）保護氣體的影響 保護氣體通常採用氬氣或氦氣．它們產生等離子體的傾向顯著 不同：氦氣因其電離電體高，導熱快．在同樣條件下，比氬氣產生等離子體的傾向小，因而可獲得更大的熔深。
在一定范圍內，隨著保護氣體流量的增加，抑制等離子體的傾向增大，因而熔深增加，但增至一定范圍即趨於平穩。
（4）各參數的可監控性分析在四種焊接參數中，焊接速度和保護氣體流量屬於容易監控和保持穩定的參數，而激光功率和焦點位置則是焊接過程中可能發生波動而難於監控的參數。
雖然從激光器輸出的激光功率穩定性很高且容易監控，但由於有導光和聚焦系統的損耗，到達工件的激光功率會發生變化，而這種損耗與光學工件的質量、使用時間及表面污染情況有關，故不易監測，成為焊接質量的不確定因素。

D. 激光焊接原理

激光焊接原理是激光輻射加熱待加工表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復頻率等激光參數，使工件熔化，形成特定的熔池。

激光深熔焊接一般採用連續激光光束完成材料的連接，其冶金物理過程與電子束焊接極為相似，即能量轉換機制是通過「小孔」（Key-hole）結構來完成的。在足夠高的功率密度激光照射下，材料產生蒸發並形成小孔。

這個充滿蒸氣的小孔猶如一個黑體，幾乎吸收全部的入射光束能量，孔腔內平衡溫度達2500 0C左右，熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來，使包圍著這個孔腔四周的金屬熔化。小孔內充滿在光束照射下壁體材料連續蒸發產生的高溫蒸汽，小孔四壁包圍著熔融金屬，液態金屬四周包圍著固體材料。

而在大多數常規焊接過程和激光傳導焊接中，能量首先沉積於工件表面，然後靠傳遞輸送到內部。孔壁外液體流動和壁層表面張力與孔腔內連續產生的蒸汽壓力相持並保持著動態平衡。

(4)激光光斑半徑增大焊接溫度怎麼變擴展閱讀

工藝參數：

(1)功率密度。 功率密度是激光加工中最關鍵的參數之一。採用較高的功率密度，在微秒時間范圍內，表層即可加熱至沸點，產生大量汽化。

因此，高功率密度對於材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。對於較低功率密度，表層溫度達到沸點需要經歷數毫秒，在表層汽化前，底層達到熔點，易形成良好的熔融焊接。因此，在傳導型激光焊接中，功率密度在范圍在10^4~10^6W/CM^2。

(2)激光脈沖波形。 激光脈沖波形在激光焊接中是一個重要問題，尤其對於薄片焊接更為重要。當高強度激光束射至材料表面，金屬表面將會有60~98%的激光能量反射而損失掉，且反射率隨表面溫度變化。在一個激光脈沖作用期間內，金屬反射率的變化很大。

(3)激光脈沖寬度。 脈寬是脈沖激光焊接的重要參數之一，它既是區別於材料去除和材料熔化的重要參數，也是決定加工設備造價及體積的關鍵參數。

E. 激光焊字機的焊接質量參數

影響激光焊接機焊接質量的參數包括：激光脈沖的能量、激光束光斑直徑、激光脈沖的頻率、激光的脈寬、激光的脈沖波形、被焊材料的相對光吸收率、焊接速度、保護氣體等。 對於採用脈沖激光進行焊接的加工，激光脈沖波形在脈沖激光焊接中是一個重要的問題。當高強度的激光入射至材料的表面時，金屬表面會將60%~98%的激光能量反射掉，且反射率隨表面溫度變化。因此，不同的金屬對於激光的反射率和激光的利用率都不一樣，要進行有效的焊接就必須輸入不同波形的激光，這樣焊縫處的金屬組織才能在最佳的方式結晶，形成與基體金屬一致的組織，才能形成高質量的焊縫。國內一般的機器都採用廉價的單波形激光電源，因此，其焊接的柔性較低，難以適應多種金屬字的焊接，並且由於設備細節做不好經常要進行返工，大大浪費了焊接材料的時間，並可能造成產品的報廢。不同的金屬材料表面對激光的反射和吸收程度差別很大，而同一束激光對不同的金屬會產生不同的焊接效果，並影響其熔深、焊接速度、結晶速度和硬度，因此單一的矩形波焊接並不能解決不同的廣告字金屬焊接的要求。焊接廣告金屬字必須具有良好激光焊接控制系統，高度柔性化，能根據不同的應用場合而調整波形，使焊縫的金屬組織與基體金屬一致，大部分廣告金屬字焊縫硬度達到HRC50-HRC58，才能真正達到無損焊接，才能提高了產品的質量。

F. 激光焊接機光斑直徑能調嗎

激光焊接機的光斑直徑是可以調整的，以下兩種方法供參考；
1）更換聚焦鏡、準直鏡（激光焊接頭）；
2）離焦。

G. 激光焊接機在焊接過程中要掌握哪些要點

1、在激光焊接的過程中，有兩種情況下，由於填充材料很少被使用，被焊接的部分的處理是很必要的。在對接和縫焊，激光能量被施加到材料的交界處，減少熱量輸入和失真，並允許較高的處理速度。然而，這些對接接頭必須符合準確，這往往限制了激光對接焊到圓形部件，它可以打開，關閉的公差和壓裝前的焊接在一起。
2、光纖激光焊接機的激光束提供了多種方式來連接金屬的：它可以在表面連接的工件或產生深焊縫。它可以結合常規的焊接方法，此外，可用於釺焊。

3、光纖激光焊接機通過適當的脈沖時間電能變化，可以對鋁、銅、合金等高反射材料實現高質量焊接。
4、光纖激光焊接機將激光參數與脈沖成形技術相結合，可實現廣泛的異種材料焊接。利用脈沖成形技術，並非所有材料的焊接問題均能解決，但隨著脈沖激光技術的不斷提高，異種材料的焊接技術必將不斷進步。
5、光纖激光焊接機的激光焊接可以代替許多不同的標准方法，如電阻（點焊或縫）的使用，埋弧焊，射頻感應，高頻電阻，超聲波和電子束。雖然這些技術已在全球製造業建立了獨立的基礎，但是多功能激光焊接的方法將在許多不同應用中被高效和經濟地運行。其通用性，即使將允許在焊接系統可用於其它機械加工的功能，例如切割，鑽孔，劃線，密封和串列化。