激光焊接机的原理
激光焊接机是一种利用激光技术进行焊接的设备。其原理是利用激光束的高能量密度和高一致性来实现材料的快速加热和熔化，从而实现焊接的目的。
激光焊接机的工作过程主要包括以下几个步骤：
1. 激光发生器产生激光束：激光发生器产生高能量密度的激光束，通常采用固体激光器或半导体激光器。
2. 激光束的聚焦：激光束经过光学系统的聚焦，将光束的直径缩小并增加其能量密度，以便能够快速加热和熔化焊接材料。
3. 材料准备：需要焊接的材料表面要进行处理，以确保接触到激光束时能够有效吸收激光能量，并且保持良好的接触状态。
4. 激光照射和加热：聚焦后的激光束被照射到焊接接头上，激光束的高能量密度使焊接接头迅速加热至熔点甚至更高温度。
5. 熔化和混合：焊接接头在激光束的作用下迅速熔化，形成熔池。同时，激光束还能够在熔池中引起物质的搅拌和混合，实现焊接接头的良好结合。
6. 冷却和固化：焊接接头在激光束停止照射后，开始进行冷却和固化，形成坚固的焊缝。
激光焊接机的优点包括焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高，
适用于各种金属及其合金的焊接。但同时也存在着设备成本高、适用范围有限等缺点。
激光焊机的原理用途和使用方法 一、激光焊机的原理 激光焊机是利用激光束对工件进行加热，使其表面熔化并与其他零件相融合的一种焊接设备。其原理是将高能量密度的激光束聚焦在工件的焊接部位，使其瞬间升温并熔化，形成一定深度和宽度的熔池。在适当的时间内停止激光束的加热作用，使其迅速冷却凝固，从而实现焊接。 二、激光焊机的用途 1. 金属材料的加工：激光焊机可应用于金属材料如钢、铜、铝等的切割、打孔、刻字等加工。 2. 零部件制造：激光焊机可以制造汽车零部件、电子元器件等精密零部件。 3. 焊接：激光焊机可以对各种金属材料进行高精度、高质量的点焊和线焊。 4. 医学领域：激光焊机可应用于医学领域如眼科手术中进行视网膜修
补等。 三、激光焊机的使用方法 1. 准备工作：首先需要确定焊接部位，并清洗干净，以确保焊接质量。另外，还需根据材料的厚度和类型选择合适的激光焊机和参数。 2. 调试设备：将激光焊机调整到适当的功率和频率，并根据需要进行 聚焦。 3. 开始焊接：将激光束对准焊接部位，启动激光器，使其照射在工件上。在适当时间内停止加热作用，使其迅速冷却凝固即可完成焊接。 4. 检查质量：完成焊接后需要检查质量，如是否出现裂纹、变形等问题。如有问题需要重新进行修补或重做。 5. 维护保养：使用完毕后需要对设备进行清洁和维护保养，以延长使 用寿命。 四、注意事项 1. 操作时需佩戴防护眼镜等安全装备，避免直接观察激光束。
2. 焊接时必须确保工件表面干净无油污等杂质，否则会影响焊接质量。 3. 焊接时应注意激光束的聚焦点和焊接速度，以确保焊接质量。 4. 激光焊机具有高能量密度，操作时需遵守相关安全规定，避免发生 安全事故。 5. 使用完毕后需要对设备进行清洁和维护保养，以延长使用寿命。
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和激光深熔焊接。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 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。 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。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不稳定焊接过程，导致熔深波动很大。激光深熔焊时，激光功率同时控制熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。一般来说，对一定直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。 2)光束焦斑。光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。但对高功率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。 光束焦点衍射极限光斑尺寸可以根据光衍射理论计算，但由于聚焦透镜像差的存在，实际光斑要比计算值偏大。最简单的实测方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后测量焦斑和穿孔直径。这种方法要通过测量实践，掌握好激光功率大小和光束作用的时间。 3)材料吸收值。材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，又常称为激光焊机、镭射焊机，按其工作方式常可分为激光模具烧焊机〔手动焊接机〕、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机，光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进展微小区域的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以到达焊接的目的。 一、激光焊接的主要特性。 20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件外表，外表热量通过热传导向部扩散，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、小型零件的精细焊接中。 高功率CO2与高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。获得了以小孔效应为理论根底的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。 与其它焊接技术相比，激光焊接的主要优点是： 1、速度快、深度大、变形小。 2、能在室温或特殊条件下进展焊接，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、空气与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展焊接。 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，最高可达10：1。 5、可进展微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能准确定位，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，能进展多光束同时加工与多工位加工，为更精细的焊接提供了条件。 但是，激光焊接也存在着一定的局限性： 1、要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小，焊缝窄，为加填充金属材料。假设工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺憾。 2、激光器与其相关系统的本钱较高，一次性投资较大。 二、激光焊接热传导。
一、激光基本原理 1、 LASER 是什么意思 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅的英语开头字母 2、激光产生的原理 激光――“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。 为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向性。含有钕 (ND的 YAG 结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为 1.064um 的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。 YAG 晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。 3、激光的主要特长 a 、单色性――激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光 (波长、频率 b 、方向性――激光传播时基本不向外扩散。 c 、相干性――激光的位相 (波峰和波谷很有规律,相干性好。 d 、高输出功率――用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。 二、 YAG 激光焊接
激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。 常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。 l 、激光焊接加工方法的特征 A 、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。 B 、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。 C 、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、 特种材料。 D 、不需要填充金属、不需要真空环境 (可在空气中直接进行、不会像电子束那样在空气中产生 X 射线的危险。 E 、与接触焊工艺相比 . 无电极、工具等的磨损消耗。 F 、无加工噪音,对环境无污染。 G 、微小工件也可加工。此外,还可通过透明材料的壁进行焊接。 H 、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。 I 、很容易改变激光输出焦距及焊点位置。 J 、很容易搭载到自动机、机器人装置上。
手持自动两用激光焊接机设备工艺原理 引言 热加工技术一直是制造业中重要的组成部分，激光焊接技术现在被越来越多的应用于各种领域。之所以越来越流行，是因为激光焊接的优点非常明显，例如高精度、小变形、高效率、无污染等等。手持自动两用激光焊接机是激光焊接技术的一种新应用形式，本文主要介绍这种设备的工艺原理。 什么是手持自动两用激光焊接机？ 手持自动两用激光焊接机是一种便携式的激光焊接设备，集成了激光器和机械结构，在焊接时只需要手持设备，通过特殊的传感器来感知工件的形状和位置，然后自动调整机械结构完成焊接过程。手持自动两用激光焊接机可以适用于各种形状和大小的焊接件，特别是在不便于固定的焊接场合，手持自动两用激光焊接机具有很大的优势。 手持自动两用激光焊接机的工艺原理 手持自动两用激光焊接机的工艺原理主要包括三部分：激光器、传感器、机械结构。 激光器 激光器是实现激光焊接的核心部件，主要由激光器体、光路系统、功率稳定器等组成。在焊接过程中，激光器会产生高强度的激光束，
该激光束会穿过透镜并汇聚到焊接点上，将工件表面加热至熔化状态，完成焊接作业。 激光器的功率输出对焊接质量和效率有很大的影响。一般来说，手 持自动两用激光焊接机的激光功率不太高，一般在100W-500W之间。 传感器 传感器是手持自动两用激光焊接机的重要组成部分，主要用于感知 工件的形状和位置，以便根据工件的特征进行焊接。目前常用的传感 器有三种：光学传感器、激光跟踪传感器和视觉传感器。 光学传感器通过反射或透射捕捉光信号，分析信号的强度、相位、 频率等信息，来感知工件的形状和位置。 激光跟踪传感器是利用激光束对物体进行测距的原理来感知工件的 形状和位置，在焊接时可以更精确地定位焊接点，保证焊接的质量和 精度。 视觉传感器则是通过图像处理技术，对焊接区域进行拍照和识别， 来感知工件的形状和位置，这种传感器对焊接环境的光线条件有一定 的要求。 机械结构 机械结构是实现焊接动作的部件，它由梁、导轨、平台和传动装置 等构成。机械结构的主要作用是将激光器的光束汇聚到焊接点上，并 随着传感器的信号进行机械位置的自动调整，以实现精确的焊接作业。
激光焊接原理 激光焊接是一种高效、精确的焊接方法，它利用激光束的能量将金属材料加热至熔化点以上，然后通过熔融池冷却凝固，从而实现金属材料的连接。激光焊接具有独特的原理和优势，被广泛应用于各个领域。 激光焊接的原理可以简单概括为：通过激光器产生的高能量激光束，经过透镜聚焦后，集中到焊接区域，使金属材料局部加热，产生高温和高能量密度，使焊接接头区域达到熔化点以上的温度，然后快速冷却凝固。在焊接过程中，激光束的能量被吸收并转化为热能，使金属材料表面迅速升温，形成熔融池。通过控制激光束的功率、焦点位置和扫描速度等参数，可以实现对焊接过程的精确控制，从而达到理想的焊接效果。 激光焊接相比传统的焊接方法有许多优势。首先，激光焊接的热影响区域小，热变形小，能够实现高精度的焊接。其次，激光焊接速度快，生产效率高，适用于大批量生产。此外，激光焊接可以焊接各种金属材料，包括高反射性和高导热性的材料，如铝合金和铜合金。激光焊接还可以实现非接触焊接，减少了金属材料的污染和损坏。 激光焊接的应用十分广泛。在汽车制造业中，激光焊接被用于焊接车身和发动机等部件，达到高强度和高密封性的要求。在电子行业
中，激光焊接被用于焊接微小的电子元件，实现高精度和高可靠性的连接。在航空航天领域，激光焊接可用于焊接航空发动机的涡轮叶片和燃烧室等部件，提高飞机的性能和安全性。此外，激光焊接还被广泛应用于医疗器械、光电子器件、通信设备等领域。 然而，激光焊接也存在一些挑战和限制。首先，激光焊接设备的成本较高，需要专业的操作技术和维护人员。其次，激光焊接对工件的表面质量和几何形状要求较高，不适用于一些复杂形状的焊接。此外，激光焊接过程中产生的高能量激光束会产生辐射和烟尘，对操作人员的安全和健康构成一定威胁。因此，在激光焊接过程中需要采取相应的安全措施，如戴防护眼镜和呼吸器等。 激光焊接是一种高效、精确的焊接方法，具有许多优势和广泛的应用前景。随着激光技术的不断发展和创新，激光焊接将在更多领域发挥重要作用，为工业制造和科学研究带来更多的机遇和挑战。
振镜激光焊接机原理 振镜激光焊接机是一种应用广泛的激光加工设备，它利用激光束对工件进行高效、精密的焊接。其原理主要包括激光发生与放大、激光束的聚焦与控制、工件的定位与控制等几个方面。 首先，振镜激光焊接机的激光发生与放大是其工作的基础。激光器产生的激光 经过放大器的增益介质放大，形成高能量密度的激光束。这种激光束具有单色性好、方向性好、相干性好等特点，适合用于精密加工。 其次，激光束的聚焦与控制是振镜激光焊接机实现焊接的关键。通过透镜系统 对激光束进行聚焦，使其能量密度集中到一个小区域，从而实现对工件的局部加热。同时，利用振镜系统对激光束进行精确的控制，可以实现对焊接路径的精准跟踪，保证焊接质量。 另外，工件的定位与控制也是振镜激光焊接机原理中的重要环节。通过数控系 统对工件进行定位，使其在焊接过程中能够保持稳定的位置，从而保证焊接路径的准确性。同时，利用传感器对焊接过程中的温度、速度等参数进行实时监测与反馈，可以对焊接过程进行及时调整，保证焊接质量。 总的来说，振镜激光焊接机通过激光发生与放大、激光束的聚焦与控制、工件 的定位与控制等环节的协同作用，实现了对工件的高效、精密焊接。其原理简单清晰，操作灵活方便，适用于各种金属材料的焊接加工，具有广阔的应用前景。 振镜激光焊接机的原理虽然简单，但在实际应用中需要综合考虑材料特性、焊 接工艺、设备性能等多方面因素，才能达到最佳的焊接效果。因此，在使用振镜激光焊接机时，需要严格按照操作规程进行操作，合理选择焊接参数，保证设备的正常运行，同时加强对设备的维护与保养，以确保其长期稳定、高效地工作。
总之，振镜激光焊接机的原理清晰简单，但在实际应用中需要综合考虑多种因素，才能实现高质量的焊接加工。相信随着科技的不断进步，振镜激光焊接机将在各个领域发挥越来越重要的作用，为工业制造注入新的活力。
激光焊机原理 激光焊接机是一种新型的加工装置，它可以将金属材料用高精度、高 效率、可重复使用的焊接方法加工成需要的形状，用来生产各种精密 配件，如机械零件、航空航天件等。因其高精度快速、可重复使用等 特点，激光焊接机被广泛应用于汽车、航空航天、通讯、家用电器、 工业与医疗等方面。 一、激光焊接机的原理 激光焊接机的原理是利用激光束和金属材料的热效应作用，将金属材 料焊接成指定形状。它把机械能变成光学能，利用激光焊接机能够在 金属材料上焊接出精密的缝隙。 1、激光源改变 激光焊接机的激光源可以用CO2气体激光源、YAG固体激光源或 Nd:YAG激光源等不同的激光来完成。使用CO2气体激光源制作的“氩 弧焊”，温度能达到2000℃，可以处理厚板材料；使用YAG固体激光 源的激光加工，温度可达1000℃，可以处理厚度在10毫米以内的材料；使用Nd:YAG激光源的激光加工，温度可达700℃，可以处理厚度在5 毫米以内的材料。
2、焊接速度 激光焊接机的焊接速度可在0.01-50m /min，相比电阻焊过程快了几百倍。 3、焊接精度 焊缝的精度低于0.5mm，可满足各种零件的快速焊接。 4、可靠性 激光焊接机焊接的表面均匀。由于激光焊接能量非常大，所以在同样条件下可以获得更强的接头强度，降低焊接抗拉断裂率，使用寿命更长，因此可靠性更高。 二、激光焊接机的应用 1、激光焊接机可用于制造航空航天、船舶、医疗和电子设备等产品不同组件的薄板焊接，可以提高产品的质量和结构强度，同时有效降低生产工艺成本。 2、激光焊接机还可用于机械制造，如汽车零部件的焊接，它可以有效提高零件的精度和强度，改善制造精度低或易磨损零件。 3、此外，激光焊接机还可以用于装配电子元器件，使电子元器件的连接变得更加可靠。
激光焊接机的工作原理 20世纪 70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件表面, 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。 激光焊接是激光材料加工用的机器, 又常称为激光焊机、镭射焊机, 按其工作方式常可分为激光模具烧焊机 (手动焊接机、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机, 光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热, 激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散,将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。 主要特性 高功率 CO2及高功率 Y AG 激光器的出现, 开辟了激光焊接的新领域。获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接,在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。 激光焊接机的种类 激光焊接机又常称为激光焊机、雷射焊接机、镭射焊机、激光冷焊机、激光氩焊机、激光焊接设备等。按其工作方式常可分为激光模具烧焊机(手动激光焊接设备、自动激光焊接机、首饰激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机、振镜焊接机、手持式焊接机等, 专用激光焊接设备有传感器焊机、矽钢片激光焊接设备、键盘激光焊接设备。适用于珠宝首饰、电池镍带、集成电路引线、钟表游丝、显像管、电子枪组装、传感器、钨丝、大功率二极管 (三极管、铝合金、笔记本电脑外壳、手机电池、模具、电器配件、滤清器、油嘴、不锈钢制品、高尔夫球头、锌合金工艺品等焊接。 可焊接图形有:点、直线、圆、方形或由 AUTOCAD 软件绘制的任意平面图形。激光焊接机的工作原理
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25000c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。 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。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时， 深熔焊和传导焊交替进行，成为不稳定焊接过程，导致熔深波动很大。激光深熔焊时，激光功率同时控制熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。一般来说，对一定直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。 2）光束焦斑。光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。但对高功率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。 光束焦点衍射极限光斑尺寸可以根据光衍射理论计算，但由于聚焦透镜像差的存在，实际光斑要比计算值偏大。最简单的实测方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板 后测量焦斑和穿孔直径。这种方法要通过测量实践，掌握好激光功率大小和光束作用的时间。 3）材料吸收值。材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、 熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。 影响材料对激光光束的吸收率的因素包括两个方面：首先是材料的电阻系数，经过对材 料抛光表面的吸收率测量发现，材料吸收率与电阻系数的平方根成正比，而电阻系数又随温
激光焊接解决方案 激光焊接是一种高效、精确、无接触的焊接技术，广泛应用于工业制造领域。为了满足不同行业的需求，激光焊接解决方案提供了多种适用于不同材料和工艺的设备和技术。 一、激光焊接的基本原理 激光焊接利用高能量密度的激光束将焊接材料加热至熔点或融化，形成焊缝，通过材料的熔融和凝固实现焊接。激光焊接具有热输入小、热影响区域小、焊缝质量高等优点。 二、激光焊接解决方案的设备和技术 1. 激光焊接机器人系统 激光焊接机器人系统是一种自动化的焊接解决方案，结合了激光技术和机器人技术。通过机器人的精确运动控制和激光束的高精度定位，可以实现复杂形状的焊接任务。该系统适用于大批量生产和高精度焊接。 2. 激光焊接头 激光焊接头是激光焊接设备的核心部件，用于发射和聚焦激光束。激光焊接头具有高能量密度、高聚焦能力和快速响应的特点，可以实现高速、高质量的焊接。根据不同的应用需求，激光焊接头可分为光纤激光焊接头和光学激光焊接头。 3. 激光源 激光源是激光焊接设备的能量提供者，常见的激光源包括CO2激光器、光纤激光器和固体激光器。不同的激光源具有不同的功率、波长和脉冲频率，适用于不同材料和焊接工艺。 4. 激光焊接控制系统
激光焊接控制系统用于控制激光焊接设备的运行和参数设置。通过控制系统， 操作人员可以实时监控焊接过程，调整焊接参数，确保焊接质量和稳定性。 三、激光焊接解决方案的应用领域 1. 汽车制造 激光焊接在汽车制造中广泛应用于车身焊接、发动机焊接、底盘焊接等工艺。 激光焊接可以实现高强度焊接、减少焊接变形、提高生产效率。 2. 电子制造 激光焊接在电子制造中常用于电子器件的焊接，如电池焊接、电路板焊接、电 子元件的封装焊接等。激光焊接可以实现高精度焊接，避免对电子元件的损伤。 3. 航空航天 激光焊接在航空航天领域用于焊接航空发动机零件、飞机结构件等。激光焊接 可以实现高强度焊接、减少焊接变形、提高零件的质量和可靠性。 4. 金属加工 激光焊接在金属加工中广泛应用于焊接金属结构、管道、容器等。激光焊接可 以实现高速、高质量的焊接，提高生产效率和产品质量。 四、激光焊接解决方案的优势 1. 高效率：激光焊接速度快，焊接效率高，适用于大批量生产。 2. 高精度：激光焊接精度高，焊缝质量好，适用于精细焊接和微型零件焊接。 3. 无接触：激光焊接无需接触焊接材料，避免了传统焊接中的磨损和污染问题。 4. 热影响区域小：激光焊接热输入小，对焊接材料的热影响区域小，减少了变 形和热裂纹的产生。
激光焊接是将高强度的激光束辐射至金届表面，通过激光与金届的相互作用，金届吸收激光转化为热能使金届熔化后冷却结晶形成焊接。图1显示在不同的辐射功率密度下熔化过程的演变阶段，激光焊接机原理有两种： 第一种，热传导焊接 当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。 第二种，激光深熔焊 当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金届蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金届液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在一起。 这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择，通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机理。这两种方式最基本的区别在丁：前者熔池表面保持封闭，而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对系统的扰动较小，因为激光束的辐射没有穿透被焊材料，所以，在传导焊过程中焊缝不易被气体侵入；而深熔焊时，小孔的不断关闭能导致气孔。传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换由传导方式向小孔方式的转变取决丁施加丁工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变，即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成，然后再转变为小孔方式。 1、激光焊接的焊缝形状 对丁大功率深熔焊由丁在焊缝熔池处的熔化金届，由丁材料的瞬时汽化而形成深穿型的圆孔空腔，随着激光束与工件的相对运动使小孔周边金届不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝，其焊缝形状深而窄，即具有较大的熔深熔宽比，在高功率器件焊接时，深宽比可达5:1,最高可达10:1[2]。图2显示四种焊法在316不锈钢及DUCOLW30钢上的焊缝截