激光焊接工艺特点

   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。

1、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。

        功率密度由峰值功率和焊点面积决定。功率密度=峰值功率÷焊点面积，在焊接高反射材料如铝，铜时，需要提高功率密度，也就是设定较大的电流或者功率，尽量在焦点附近焊接。

2、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。

         金属材料在固态时，对激光的反射率较大，一旦材料表面熔化后，反射率降低，吸收率增加，可以缓慢降低电流或者功率。所以脉冲波形通常如下：

3、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50～200μs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。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、气化，使光能向材料更深处传递。所以实际应用中熔深较大时，应采用负离焦，焊接薄材料时宜采用正离焦。

 焦点位置:    光斑最小、能量最大点；点焊时可以使      用，或者小能量且要求点小的时候

 负离焦位置： 光斑略大，越远离焦点光斑越大，适合深熔的连续焊接及深熔点焊

 正离焦位置：光斑略大，越远离焦点光斑越大，适合便面密封焊的连续焊接或者熔深要求不高的场合

4、焊接速度

　　焊接速度决定了焊接表面质量、熔深、热影响区等。可以通过降低焊接速度或增大焊接电流来改善熔深。通常采用降低焊接速度的方法来改善熔深，以延长设备使用寿命。

5 、辅助吹气

　　辅助吹气在高功率激光焊接中是必不可少的一道工序。一方面是为了防止金属材料溅射而污染聚焦镜(同轴保护气) ；另一方面是为了防止焊接过程中产生的高温等离子体过多集聚，阻挡激光到达材料表面(侧吹气) ；第三方面是吹保护气隔绝空气，达到保护焊接熔池不被氧化的效果。辅助气体的种类和吹气量大小对焊接结果有较大影响，不同的吹气方法也会对焊接质量产生一定的影响。

6、光纤和焊接头配置

       D焦点直径=D光纤直径 X f聚焦焦距/f准直聚焦

      例子： D光纤直径=0.6mm    f聚焦焦距=120mm   f准直聚焦=150mm

                    D焦点直径=0.6X120/150=0.48mm

         根据产品的材料、厚度、熔深和配合间隙来确定具体的配置。

        长聚焦特点：

         1、工作距离较大，可以避免治具的干涉，减小产品高度的波动影响，降低飞溅物对保护镜片的污染。

         2、如达到同样的熔深，需要加大设备的功率。