5.激光焊接设备聚焦镜种类、特点讲解

激光焊接的特点及应用分析激光焊接是一种利用激光束进行焊接的高精度、高效率的焊接方法。

其特点在于焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高、操作自动化程度高等。

激光焊接在各个行业中得到了广泛的应用，如汽车制造、航空航天、电子电器、医疗器械等。

首先，激光焊接的特点之一是焊接速度快。

激光束具有很高的能量密度，可以在短时间内使焊接材料迅速熔化并达到焊接温度，从而实现快速焊接。

相比传统焊接方法，激光焊接速度可提高10倍以上，极大地提高了生产效率。

其次，激光焊接的热影响区小。

激光焊接的热输入主要集中在焊缝上，热量传导速度快，从而减少了对焊接材料的热影响。

这对于焊接材料的变形和变质有很大的促进作用，尤其对于对焊接材料有较高要求的行业，如航空航天业和精密仪器制造业，能够保证焊接部位的高精度。

再者，激光焊接具有较高的焊缝质量。

激光焊接焊缝的凝固速度快，熔融材料混合均匀，焊缝的形状规整，没有气孔和夹杂物，焊缝强度高。

这使得激光焊接可以应用于对焊缝质量要求较高的行业，如汽车制造业和船舶制造业。

最后，激光焊接具有高度自动化的操作方式。

激光焊接系统可以与机器人等自动化设备配合使用，实现焊接过程的自动化和智能化。

这不仅提高了生产效率，还减少了对人力资源的需求，降低了生产成本。

在实际应用中，激光焊接被广泛应用于汽车制造业。

汽车结构中有大量的焊接工艺，例如车身焊接、发动机焊接等。

激光焊接凭借其高效率、高精度的特点，可以满足汽车焊接工艺对焊缝质量和工艺自动化的需求。

此外，激光焊接还被广泛应用于航空航天制造业。

航空航天制造对焊接工艺的要求十分严苛，需要焊接材料的高强度和轻量化。

激光焊接能够实现高精度的焊接，减少了传统焊接方法中的缺陷和变形，大大提高了焊接材料的性能。

在电子电器领域，激光焊接被广泛应用于微电子器件的制造。

由于微电子器件的尺寸小且结构复杂，传统的焊接方法往往无法满足其制造要求。

而激光焊接具有焊缝小、热输入小等特点，能够满足微电子器件的高精度焊接需求。

激光焊接的工艺参数及特性分析讲解激光焊接是一种高能量密度激光束对焊接材料表面的作用，通过将激光束转化为热能，快速熔化并凝固焊缝来实现材料的连接。

激光焊接具有高耦合性、无接触和非传导性等特点，因此在许多领域得到广泛应用。

本文将对激光焊接的工艺参数及特性进行分析和讲解。

激光焊接的工艺参数主要包括激光功率、激光束面积、焦距、焊接速度和焊接气体等。

其中，激光功率是指单位时间内激光束所携带的能量，对焊接效果起到重要作用。

激光功率过低会导致焊缝不完全熔透，功率过高则容易产生毛刺。

激光束面积与焦距的选择会直接影响到焊接区域的集中度，过小会导致焊缝质量不稳定，过大则会降低焊接深度。

焊接速度决定了焊接过程中激光束的作用时间，过慢会导致过量热输入，过快则会影响焊缝的质量。

焊接气体的选择和流量控制对焊接质量也有着重要影响，一方面可以提供保护气氛，防止焊缝氧化或与空气中的杂质反应；另一方面可以有效盖住激光束与材料的相互作用。

激光焊接的特性分析主要包括焊接速度、热输入、焊缝形貌和焊接缺陷等。

焊接速度是决定焊接效果的重要因素之一，其取值应根据材料的熔化温度和焊缝的质量要求进行合理选择。

热输入则是指焊接过程中单位长度内传递给焊接区域的能量，直接影响着焊缝的熔透度和凝固组织。

热输入过小会导致焊缝凝固不完全，热输入过大则易产生裂纹和变形等缺陷。

焊缝形貌与焊接参数密切相关，激光焊接通常能够产生较窄而深的焊缝，焊缝形貌的良好与否直接关系到焊接质量。

焊接缺陷主要包括焊接裂纹、焊接变形和焊接缺陷等，这些缺陷的产生通常与焊接参数的选择不当和焊接材料的特性有关。

总之，激光焊接的工艺参数及特性对焊接质量起着至关重要的影响。

合理选择并控制这些参数可以提高焊接效率和质量，确保焊接结果符合设计要求。

因此，在实际应用中需要综合考虑各个参数之间的关系，通过优化调整，找到最佳的参数组合，从而实现高质量的激光焊接。

3激光切割设备聚焦镜的种类、特点如果激光机镜片出现掉膜，金属飞溅，凹痕，划伤，它的功能就大打折扣，要正常发挥激光机的功效就需要更换新的镜片激光镜片安装注意事项:1. 拿取镜片一定要戴指套或橡胶手套，因为手上的污垢和油滴会弄脏镜片，引起性能下降。

2. 不要用任何工具来拿取镜片，例如镊子等。

3. 镜片要放在镜头纸上，以避免损伤。

4. 不要把镜片放在粗糙或硬的表面，红外镜片很容易被刮伤。

5. 纯金或纯铜的表面不要清洁和触摸。

激光镜片清洗注意事项:1.用空气球把镜片表面浮物吹掉，注意：不要用工厂的压缩空气，因为其中含有大量的水和油，油和水会在膜层表面形成有害的吸收薄膜。

2.用丙酮，丙醇沾湿棉签或棉球，轻轻地擦洗表面，注意避免用力地擦洗。

要尽量快地划过表面，利于液体蒸发，不留下条纹。

注意：1）用纸柄的棉签和高质量的外科棉球。

2）推荐用试剂级的丙酮或丙醇。

3.适度地清洁中等的污染物（唾液，油滴）用白醋沾湿棉签或棉球，用很小的力擦洗表面，然后用干的棉签擦掉多余的白醋。

接着立即用丙酮沾湿棉签或棉球，轻轻地擦拭表面，除去残留的醋酸。

注意：1）只能用纸柄的棉签 2）用高质量的外科棉球 3）推荐用浓度6%的醋酸。

对于非常脏的镜片和前面清洗无效的镜片。

如果膜层被擦掉，镜片就失去了它的功能。

明显的颜色变化表示膜层的脱落。

1 强劲地清洗严重污染的镜片（飞溅）对于那些极度污染的镜片，我们用一种抛光膏来除去这些污染物。

把抛光膏摇匀，倒4-5滴到棉球上，然后轻轻地在镜片上做圆周式的移动。

不用向下压棉球，棉球的自重已足够。

如果用太大的压力，抛光膏很快就会划伤表面。

频繁地翻转镜片，避免在一个方向上过度抛光。

抛光的时间应控制在30秒内。

任何时间，发现颜色变化，立刻停止抛光，说明膜层的外部正在被腐蚀。

没有抛光膏可以用牙膏。

2 用蒸馏水沾湿一个新棉球，轻轻拭洗镜片表面，要全把镜片沾湿，尽可能多地除去残留的抛光膏。

注意不要让镜片表面变干燥，这将很难再除去剩余的抛光膏。

激光焊烧聚焦镜的原因
激光焊烧聚焦镜的原因有以下几点：
1. 镜片材质不合适：激光焊通常使用的聚焦镜需要具备高热稳定性和抗激光烧毁的特性。

如果使用的镜片材质不合适，尤其是不能承受激光的高能量密度和高温，就容易被烧毁。

2. 镜片镀膜不良：激光焊的聚焦镜需要具备高反射率和低吸收率的特性。

如果镀膜质量不良，特别是存在局部瑕疵或缺陷，就容易导致激光能量聚焦在这些区域，产生过高的热量，从而导致镜片烧毁。

3. 镜片表面受到污染或损伤：激光焊过程中，聚焦镜的表面容易受到金属微粒、油污、灰尘等污染物的附着。

这些污染物会吸收激光能量，产生热量，从而导致聚焦镜烧毁。

此外，如果镜片表面受到机械撞击或刮伤等损伤，也容易导致镜片烧毁。

4. 不正确的激光焊参数设置：激光焊的参数设置直接影响激光束的功率密度和聚焦效果。

如果参数设置不当，例如功率过高、聚焦镜与工件之间距离不合适等，就会导致激光能量聚焦过于集中，产生过高的热量，从而烧毁聚焦镜。

综上所述，激光焊烧聚焦镜主要是因为镜片材质不合适、镀膜不良、表面污染或损伤以及不正确的激光焊参数设置等原因。

为了避免此类问题发生，需选择适合的镜片材质和质量，定期清洁镜片表面，并合理设置激光焊参数。

YAG激光聚焦镜1、单片聚焦镜型号命名规则：FL-xxxx-F-D-T-yy FL：单片聚焦镜xxxx：激光波长，1064nm、532nm等F：焦距，单位mmD：镜片直径，单位mmT：厚度，单位mmyy：其它用途型号波长mm焦距mm直径mm边缘厚度mm备注FL-1064-F55-D25 1064 55 25 介质膜FL-1064-F75-D25-T3 1064 75 25 3 介质膜FL-1064-F75-D30 1064 75 30 介质膜FL-1064-F100-D25-T3 1064 100 25 3 介质膜FL-1064-F200-D20-T2.5 1064 200 20 2.5 介质膜2、多片聚焦镜多片聚焦镜采用多片透镜组，具有优良的成象质量，可使经过适当倍率扩束后的平行激光束，聚焦为很小的焦斑。

主要用于划片机、刻模机、X-Y移动式激光打标机、激光焊接机、激光打孔机、激光雕刻机等。

型号命名规则：FLM-xxxx-F-L-D-yyFLM：多片聚焦镜xxxx：激光波长，1064nm、532nm等F：焦距，单位mmL：镜片数D：聚焦镜外径，单位mmyy：其它用途(1) XD系列多片聚焦镜型号LFM-1064-L2-F76-D44-XDLFM-1064-L3-F72-D54-XDLFM-1064-L5-F75-D60-XD镜片数量 2 3 5焦距 (mm) 75.772 72.122 75.202 工作距 (mm) 68.437 66.759 56.911 最大入射光直径(mm)Φ24Φ30Φ30激光波长 (mm) 1064 1064 1064透过率>95% >95% >90%最大聚焦光斑直径(mm)<0.01 <0.01 <0.01连接螺纹 (mm) M39×1M48×1M56×0.75外形尺寸 (AxBxC,mm)44x16x36 54x25x44 60x42x56(2) TK系列多片聚焦镜型号波长nm焦距mm有效通光直径mm弥散斑直径um工作距S, mm镜头直径mm螺纹M 备注型号LF-1064-L2 LF-1064-L3 LF-1064-L5 镜片数量 2 3 5焦距 (mm) 75.772 72.122 75.202工作距 (mm) 68.437 66.759 56.911最大入射光直径 (mm) Φ24Φ30Φ30激光波长 (mm) 1064 1064 1064透过率>95% >95% >90%最大聚焦光斑直径 (mm) <0.01 <0.01 <0.01连接螺纹 (mm) M39×1M48×1M56×0.75外形尺寸 (AxBxC, mm) 44x16x36 54x25x44 60x42x56二氧化碳激光聚焦镜 (平凸镜 )焦距长度误差(EFL) ±2%厚度误差±0.010''直径误差+0.000'' -0.005'' 边缘厚度误差 (ETV) ±0.002''干涉条纹数 @ 0.63 um 1 - 0.5Surface Quality: Scratch-Dig 40-20镀膜透过率@10.6 um 99.75%型号命名规则：FL-10.6-F-D-T-yyFL：单片聚焦镜10.6：激光波长10.6umF：焦距，单位mmD：镜片直径，单位mmT：厚度，单位mmyy：其它用途5．焦点不成像法：先使凸透镜与灯泡紧靠，透过凸透镜观看灯泡里的灯丝，并逐渐增大凸透镜与灯泡之间的距离，从看得见到刚好看不见时，测出凸透镜与灯丝之间的距离即为焦距。

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。

激光精密设备激光器的种类、特点一、教学目标1、掌握激光精密设备激光器的种类2、了解激光精密加工的特点二、激光精密设备激光器的种类一般用于精密加工的激光器有:CO2激光器，YAG激光器，铜蒸汽激光器，准分子激光器和CO激光器等。

其中大功率CO2激光器和大功率YAG激光器在大型件激光加工技术中应用较广;而铜蒸汽激光器和准分子激光器在激光微细加工技术中应用较多;中、小功率YAG激光器一般用于精密加工。

三、激光精密加工的特点:(1)范围广泛:激光精密加工的对象范围很宽，包括几乎所有的金属材料和非金属材料;适于材料的烧结、打孔、打标、切割、焊接、表面改性和化学气相沉积等。

(2)精确细致:激光束可以聚焦到很小的尺寸，因而特别适合于精密加工。

激光精密加工质量的影响因素少，加工精度高，在一般情况下均优于其它传统的加工方法。

(3)高速快捷:激光精密加工操作简单，切缝宽度方便调控，可立即根据电脑输出的图样进行高速雕刻和切割、加工速度快，加工周期比其它方法均要短。

(4)安全可靠:激光精密加工属于非接触加工，不会对材料造成机械挤压或机械应力，其热影响区和变形很小，因而能加工十分微小的零部件。

(6)切割缝细小:激光切割的割缝一般在0.1-0.2mm。

(7)切割面光滑:激光切割的切割面无毛刺。

(8)热变形小:激光加工的激光割缝细、速度快、能量集中，因此传到被切割材料上的热量小，引起材料的变形也非常小。

(9)节省材料:激光加工采用电脑编程，可以把不同形状的产品进行材料的套裁，最大限度地提高材料的利用率，大大降低了企业材料成本。

(10)非常适合新产品的开发:一旦产品图纸形成后，马上可以进行激光加工，你可以在最短的时间内得到新产品的实物。

课堂小结本次课学习了激光精密设备激光器的种类及特点，一般用于精密加工的激光器有:CO2激光器，YAG激光器，铜蒸汽激光器，准分子激光器和CO激光器等。

练一练1、下列哪些是激光精密设备中常用的激光器？(AB)A二氧化碳激光器B钕铝石榴石激光器C钕玻璃激光器D红宝石激光器2、下列哪些是激光精密加工的特点(ABCD)A范围广泛B高速快捷C热变形小D切割缝细小。

激光焊接激光器类型特点和工作原理首先了解两种激光器的基本特点：我们都知道，不论是C02气体激光器，还是YAG固相激光器产生的激光都是肉眼不可见的红外光，两种不同激光器具有不同的特点，具体如下：1）波长不同YAG固相激光器产生的光束主要是近红外光，波长为1.06微米，热导体对这种波长的光吸收率较高，大部分金属反射率为20%〜30%o只要使用标准的光镜就能使近红外波段的光束聚焦为直径0.25mm oC02气体激光器产生的光束主要为远红外光，波长为10.6微米，大部分金属对这种光的反射率达到80%〜90%,需要特别的光镜把光束聚焦成直径为0.75-0.1mm o2）功率不同YAG固相激光器产生的光束功率一般能达到4000~6OOOW左右，现在最大功率已达到10OOOW0C02气体激光器产生的光束功率却能轻易达到20OOOW甚至更大。

3）发射模式不同YAG固相激光器产生的光束发射模式通常是脉冲式的，用于脉冲激光焊接，一般是脉冲激光焊机。

脉冲YAG激光焊机主要用于Imm厚度以内薄壁金属材料的点焊和缝焊,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。

C02气体激光器产生的光束发射模式通常是连续式的，用于连续激光焊接，一般是连续激光焊机。

连续C02激光焊机大部分都是高功率激光器，功率在500瓦以上，一般Imm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。

4）应用场景不同脉冲YAG激光焊机在3C产品外壳、锂电池、电子元器件、模具补焊等行业有着大量的应用，最大的优点是工件整体温升很小，热影响范围小，工件变形小。

连续CO2激光在机械、汽车、船舶等行业有着广泛的应用，还有一部分小功率连续激光器，功率在几十到几百瓦之间，在塑料焊接及激光钎焊行业使用得较多。

激光焊接设备介绍激光焊接设备是一种使用激光能量对工件进行焊接的设备。

它利用高能量密度的激光束，在瞬间加热焊接部位，使金属材料迅速熔化并形成焊缝。

激光焊接设备具有高精度、高效率、无需接触、无污染等特点，广泛应用于金属材料的焊接领域。

光学系统是激光焊接设备的核心部件。

它由激光发生器发出的激光束通过反射镜和透镜等光学元件进行调整和聚焦，最终形成所需形状和尺寸的光束。

光学系统的设计和调整决定了焊接质量和焊接速度。

激光发生器是激光焊接设备的能量源。

常用的激光发生器有CO2激光器、光纤激光器和二极管激光器等。

它们都能够产生高能量密度的激光束，用于焊接金属材料。

不同的激光发生器具有不同的特点和应用范围，用户可以根据需要选择适合的激光发生器。

光束传输系统将激光束从激光发生器传输到焊接工作台。

它由光纤、镜头、反射镜和光束导向等组成。

光束传输系统的主要作用是将激光能量稳定地传输到焊接部位，确保焊接质量和稳定性。

焊接工作台是激光焊接设备的支架和定位平台。

它可以根据焊接对象的形状、尺寸和要求进行调整和固定，使得焊接过程更加精确和可控。

焊接工作台可以使用自动化系统进行控制，实现焊接过程的自动化和连续化。

控制系统是激光焊接设备的大脑。

它可以实时监测和控制激光焊接过程中的各种参数，如激光功率、光束聚焦、焊接速度等。

控制系统具有人机界面，操作人员可以通过触摸屏或键盘对设备进行设置和控制，以实现灵活和高效的焊接操作。

激光焊接设备具有许多优点。

首先，它具有高精度的焊接能力，可以焊接细小尺寸和复杂形状的工件。

其次，激光焊接速度快，能够大幅度提高生产效率。

再次，激光焊接过程无需接触工件，避免了传统焊接方式造成的变形和破坏。

此外，激光焊接无污染，无废气和废水排放，符合环保要求。

激光焊接设备具有广泛的应用领域。

它被广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备和精密仪器等行业中的金属材料焊接。

例如，汽车制造中的车身焊接、发动机部件焊接以及制动系统部件焊接等，均可以使用激光焊接设备进行高效、高质量的焊接。