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影响材料与激光相互作用的主要参数

信息来源:本站 日期:2019-01-22 

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      材料与激光相互作用是决定全自动激光焊接机焊接效果的直接原因,而激光焊机的一些参数会影响材料与激光的相互作用。这些主要参数有以下几个方面。

全自动激光焊接机

                                       全自动激光焊接机TFL-400V-3D

      脉冲能量:考虑激光参数时大多从单个脉冲的能量开始。采用最新一代的电源时,可以按照预期的传送曲线设定每次脉冲的能量,可以使脉冲开始时能量逐渐升高,结束时逐渐降低。调节脉冲形状有助于改善加工控制效果。

      功率密度:功率密度实际度量的是到达材料上的激光光子数。功率密度单位为瓦特/平方厘米,由脉冲能量除以光斑面积计算而得。即使在单个光斑内,由于激光束质量不同,功率密度也有很大差异。

      脉冲宽度和重复频率:

      脉冲宽度定义为激光能量脉冲持续的时间。大多数激光加工都是以脉冲模式进行的。在脉冲模式下,激光器按照设定的重复频率和持续时间以脉冲的形式发射能量。激光器持续开启(称为连续波或CW模式)的加工操作包括:焊接、软焊和热处理。

      峰值功率:尽管激光器的平均额定功率可能很小,但每次脉冲的峰值功率可能非常大。例如,一般10W的激光器峰值功率可达5kW。这可能是由于激光能量在极短的脉冲时间内释放的原因。峰值功率可由脉冲能量除以脉冲宽度计算而得。如果一个脉冲在1毫秒内释放了1焦耳的能量,那么峰值功率就是1kW。但是,由于计算得到的是整个脉冲宽度内的平均值,实际的峰值功率可能更大,因为,能量在整个脉冲持续时间内并不是均匀释放的。

      光斑直径:光斑直径大小取决于焦距、波长、M2和光束直径,其关系如下:光斑直径?=?2fλ?M2?/D,? 其中?f?为聚焦透镜的焦距,λ为波长,M2 ?为光束质量指标,D为光束直径。注意,准分子激光光束质量较差,无法聚焦。因此,这种激光要通过掩模,以便形成所需的样式,常用于硅芯片的蚀刻。

       不同材料间的激光焊接

                                           不同材料间的激光焊接

      当然,除波长在选择激光类型后即确定外,其他所有参数间几乎都有相互依存关系,因此必须谨慎设置。例如,使用焦距较短的透镜改变光斑大小时,会增大功率密度,除非同时按比例减小总体功率。所以了解各种激光参数以及激光与材料间的相互作用,对全自动激光焊接机焊接工艺提升有很大帮助。

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