一、激光焊接機(jī)常用焊接參數(shù)

影響激光焊接質(zhì)量的工藝參數(shù)較多，如功率密度、激光脈沖波形、離焦量、焊接速度和輔助吹保護(hù)氣等。

1、激光功率密度

功率密度是激光加工中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。采用較高的功率密度，在微秒時(shí)間范圍內(nèi)，表層即可加熱至沸點(diǎn)，產(chǎn)生大量汽化。因此，高功率密度對(duì)于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻十分有利。對(duì)于較低功率密度，表層溫度達(dá)到沸點(diǎn)需要經(jīng)歷數(shù)毫秒，在表層汽化前，底層達(dá)到熔點(diǎn)，易形成良好的熔融焊接。因此，在熱傳導(dǎo)型激光焊接中，功率密度范圍在104-106W/cm2。

2、激光脈沖波形

脈沖波形在焊接中是一個(gè)重要問(wèn)題，尤其對(duì)于薄片焊接更為重要。當(dāng)高強(qiáng)度激光束射至材料表面，材料表面將會(huì)有60～90%的激光能量反射而損失掉，尤其是金、銀、銅、鋁、鈦等材料反射強(qiáng)、傳熱快。一個(gè)激光脈沖訊號(hào)過(guò)程中，金屬的反射率隨時(shí)間而變化。當(dāng)材料表面溫度升高到熔點(diǎn)時(shí)，反射率會(huì)迅速下降，當(dāng)表面處于熔化狀態(tài)時(shí)，反射穩(wěn)定于某一值。

3、激光脈沖寬度

脈寬是脈沖焊接的重要參數(shù)之一，它既是區(qū)別于材料去除和材料熔化的重要參數(shù)，也是決定加工設(shè)備造價(jià)及體積的關(guān)鍵參數(shù)。脈寬由熔深與熱影響分區(qū)確定，脈寬越長(zhǎng)熱影響區(qū)越大，熔深隨脈寬的1/2次方增加。但脈沖寬度的增大會(huì)降低峰值功率，因此增加脈沖寬度一般用于熱傳導(dǎo)焊接方式，形成的焊縫尺寸寬而淺，尤其適合薄板和厚板的搭接焊。但是，較低的峰值功率會(huì)導(dǎo)致多余的熱輸入，每種材料都有一個(gè)可使熔深達(dá)到最大的最佳脈沖寬度。

4、離焦量

激光焊接通常需要一定的離焦量，因?yàn)榧す饨裹c(diǎn)處光斑中心的功率密度過(guò)高，容易蒸發(fā)成孔。離開(kāi)激光焦點(diǎn)的各平面上，功率密度分布相對(duì)均勻。離焦方式有兩種：正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負(fù)離焦。按幾何光學(xué)理論，當(dāng)正負(fù)離焦平面與焊接平面距離相等時(shí)，所對(duì)應(yīng)平面上的功率密度近似相同，但實(shí)際上所獲得的熔池形狀有一定差異。負(fù)離焦時(shí)，可獲得更大的熔深，這與熔池的形成過(guò)程有關(guān)。

5、焊接速度

焊接速度決定了焊接表面質(zhì)量、熔深、熱影響區(qū)等。焊接速度的快慢會(huì)影響單位時(shí)間內(nèi)的熱輸入量，焊接速度過(guò)慢，則熱輸入量過(guò)大，導(dǎo)致工件燒穿，焊接速度過(guò)快，則熱輸入量過(guò)小，造成工件焊不透。通常采用降低焊接速度的方法來(lái)改善熔深。

6、輔助吹保護(hù)氣

輔助吹保護(hù)氣在高功率激光焊接中是必不可少的一道工序。一方面是為了防止金屬材料濺射而污染聚焦鏡；另一方面是為了防止焊接過(guò)程中產(chǎn)生的等離子體過(guò)多聚焦，阻擋激光到達(dá)材料表面。激光焊接過(guò)程常使用氦、氬、氮等氣體保護(hù)熔池，使工件在焊接工程中免受氧化。保護(hù)氣體種類(lèi)和氣流大小、吹氣角度等因素對(duì)焊接結(jié)果有較大影響，不同的吹氣方法也會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。

二、激光焊接機(jī)怎么調(diào)焦點(diǎn)

激光焊接機(jī)聚焦的激光束在焦點(diǎn)附近有一個(gè)束腰，束腰的最小截面處是透鏡的焦平面，也就是最小光斑的所處位置。焦深隨焦數(shù)增加面增加。在焦深范圍內(nèi)，功率密度變化較小。

激光焊接機(jī)怎么調(diào)焦點(diǎn)，重點(diǎn)提示如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)培訓(xùn)，請(qǐng)不要進(jìn)行下列操作，因?yàn)榧す夂附訖C(jī)激光器以及焦點(diǎn)的調(diào)整必須由經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)的人員進(jìn)行，否則會(huì)因激光器失調(diào)或調(diào)偏造成光路上其它組件的損壞。

1、檢查基準(zhǔn)光源

紅色的半導(dǎo)體激光是整個(gè)光路的基準(zhǔn)，必須首先確保其準(zhǔn)確性。用一個(gè)簡(jiǎn)易的高度規(guī)檢查紅光是否與光具座導(dǎo)軌頂面平行，并處于光具座兩條導(dǎo)軌間的中心線上，如出現(xiàn)偏差，可以通過(guò)6個(gè)緊固螺釘進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整好后注意再檢查一遍所有緊固螺釘是否已經(jīng)完全擰緊。

2、調(diào)整輸出鏡（輸出介質(zhì)膜片）位置

調(diào)整輸出鏡前，應(yīng)將裝有YAG棒的聚光腔拿開(kāi)，以免因光路中YAG棒的折射偏差影響調(diào)整的準(zhǔn)確性。

輸出介質(zhì)膜片的準(zhǔn)確位置應(yīng)該是使紅光位于其中心位置并能將紅光完全反射回紅光的出射孔，否則應(yīng)通過(guò)膜片架的旋鈕進(jìn)行仔細(xì)調(diào)整。注意調(diào)整完后應(yīng)將膜片架調(diào)節(jié)旋鈕上的鎖緊圈完全鎖緊，確保其位置的穩(wěn)定性，然后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(gè)棒套管的正中間位置，如有偏差，應(yīng)通過(guò)調(diào)整聚光腔的位置加以修正。然后觀察YAG棒的反射光位置，應(yīng)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(diào)整聚光腔的位置，使反射光盡量與出射孔靠攏，至少應(yīng)保證調(diào)整到與出射孔的偏差小于1mm。

4、調(diào)整全反鏡（全反介質(zhì)膜片）位置

第一步：檢查紅光是否在介質(zhì)膜片的中間位置，否則應(yīng)調(diào)整介質(zhì)膜片架的安裝位置使紅光在介質(zhì)膜片的中心。

第二步：粗調(diào)介質(zhì)膜片架旋鈕，使紅光反射回出射孔。

第三步：開(kāi)啟激光，200A左右，脈寬調(diào)整到約2ms，重復(fù)頻率調(diào)整到0Hz，踩一下腳踏開(kāi)關(guān)使脈沖氙燈閃光，此時(shí)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(fù)調(diào)整膜片架的兩個(gè)旋鈕，使輸出光斑最圓且均勻，然后逐漸降低電流至120A左右，進(jìn)一步反復(fù)仔細(xì)地微調(diào)旋鈕，盡可能使打到像紙上的光斑最圓且最強(qiáng)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并盡量遠(yuǎn)離輸出鏡的位置，發(fā)出一個(gè)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(diào)輸出鏡和全反鏡，使光斑與紅光重合，然后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(diào)整到了最佳狀態(tài)。

第五步：鎖緊各個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕，再一次檢查像紙上的光斑是否良好，并與紅光同軸。否則應(yīng)重新調(diào)整。

5、檢查光閘的位置

人工旋轉(zhuǎn)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，其反射光是否位于光束終止器中心的吸收錐體上，如位置不正確可稍加調(diào)整，最后，應(yīng)特別注意仔細(xì)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(huì)炸裂。

激光焊接時(shí)熔池的熔探和形狀除了與材料本身的熱物理性質(zhì)有關(guān)外，主要受激光光斑性質(zhì)、功率密度、焊接速度，以及保護(hù)氣體等因素影響。