激光焊接
星鴻藝激光幫助您開(kāi)發(fā)激光焊接解決方案。我們能提供具體到以下方面的支持，如選擇適合的激光源，光束傳輸，及焊接規劃。對于其他項目，我們能幫您選擇合金，進(jìn)行焊縫設計，安裝開(kāi)發(fā)，訂制光學(xué)系統，控制整合，及測試樣品的生產(chǎn)。
  設計者與產(chǎn)品工程師應該熟悉激光器的特性，優(yōu)勢，及應用，也應該了解如何設計零件，應用和系統，這樣才能最大限度的發(fā)揮激光焊接的優(yōu)勢。自從工業(yè)激光器出現起，激光焊接已經(jīng)代替了傳統焊接加工，比如電阻點(diǎn)焊或電弧焊接，因為激光焊接有如下幾個(gè)基本優(yōu)勢：
發(fā)熱量最小，元件變形最小
1 一致性好，可重復性高
2 (HAZ) 熱響應區小
3 焊縫狹窄美觀(guān)
4 焊接高強度
5 容易實(shí)現過(guò)程自動(dòng)化
6 高精確度，控性靈活
7 能焊接不同材料
8 通常不需要助焊劑或填充材料
9 光束操作靈活，可以光纖傳輸
10 能夠對其他技術(shù)難以焊劑的區域進(jìn)行焊接
11 通常比其他技術(shù)速度更快，有更大的產(chǎn)量
12 用途廣泛 (同一工具可用于激光切割于激光鉆孔)
 焊接系統脈沖Nd: YAG激光器能發(fā)出多種多樣的脈沖，焊接時(shí)可以設置脈沖的能量，峰值功率，局部的走勢和形狀等。正是通過(guò)控制這些脈沖參數，脈沖YAG激光器成為全面的焊 接系統。即使是低平均功率的脈沖YAG激光器也能進(jìn)行大點(diǎn)焊，深度點(diǎn)焊和縫焊，因為與材料的相互作用由以上的脈沖參數決定，而平均功率對焊接的影響不大。 脈沖YAG激光器能產(chǎn)生幾十焦耳能量的脈沖，而激光器的平均功率只有100w。脈沖的峰值功率通常最小為2KW，也可高達10KW?？偟膩?lái)說(shuō)，脈沖 Nd:YAG激光器可用于各種點(diǎn)焊，或者是熱敏元件的縫焊，以及鋁和銅合金的焊接。脈沖的能量越高，單個(gè)脈沖所熔化的材料就越多，所以熔深是由脈沖能量而 不是平均功率來(lái)決定的。脈沖激光器的峰值功率將克服鋁，銅及其他類(lèi)似合金的反射和散熱等不利因素。脈沖激光器焊接深度能達到3mm。鐵合金與高鎳合金焊接 時(shí)的峰值功率需要達到1KW，鋁合金峰值功率需要大約3KW，銅合金需要5KW?？梢苑侄握{整脈沖的形狀使焊接質(zhì)量最優(yōu)化，并實(shí)現不相近的金屬之間的焊 接。JK激光器擁有最新的脈沖整形技術(shù)。通過(guò)在整個(gè)脈沖范圍內調整峰值功率來(lái)控制冷卻速率，減少裂縫，消除氣孔，改善焊接外觀(guān)。連續激光器與超級模式連續 激光器用于快速，低熱能輸入，縫焊和拼焊的情況。這些激光器能進(jìn)行連續的或高速模式及超級模式的激光輸出，為高速焊接和深度焊接提供連續的熔池。真正的脈 沖激光器每次脈沖都形成新的熔池并覆蓋前次脈沖高達90%，而連續激光器輸入很低的熱能就可以焊接了。 然而，連續或超級模式的連續激光器必須用較高的平均功率來(lái)進(jìn)行更深的熔透焊接。為了提高焊接深度，激光器要加大平均功率或者降低焊接速度。這些激光器能進(jìn) 行熱傳導模式，熔透模式，甚至是近似電子束焊接的小孔模式焊接?？梢詫す馐M(jìn)行不同的調整，如定點(diǎn)模式，縫焊模式以功率爬升模式。而許多模式都包含在受 到專(zhuān)利保護的超級模式中。采用超級模式能將鐵合金焊接深度或速度提高40%，鋁合金的焊接能力提高600%。
   超級模式可實(shí)現正弦波形和方波輸出，激光的峰值功率達到平均功率的2倍，而平均功率與連續輸出時(shí)相同。比如，平均功率1KW的激光器能 產(chǎn)生100-1000Hz范圍內的波形輸出，峰值功率達到2KW，而平均功率仍然為1KW。焊接區產(chǎn)生的煙塵及微粒子會(huì )使激光束發(fā)生散射，大約有40%的 激光能量會(huì )在焦點(diǎn)處損失。煙塵集中到能反射激光束的程度需要一些時(shí)間。當激光能量減少時(shí)，煙塵會(huì )迅速消散。超級模式就是利用了這一點(diǎn)，在煙塵達到一定濃度 之前迅速輸入能量，然后等煙塵降到反射濃度閾值之下后開(kāi)始輸出下一個(gè)高峰值功率。不同的合金有不同的超級調整頻率。在焊接中使用超級調整也能減少孔隙及發(fā) 熱量。在鐵合金中，這些超級模式的連續激光器能在平均功率500W的情況下達到1.5mm的熔深，在1KW情況下達到3.5mm的熔深，而2KW情況下熔 深可達到8mm。
    這兩種激光通常都采用光纖束傳輸，簡(jiǎn)化了焊接系統設計，并使焊接過(guò)程更加一致可靠。光纖標準長(cháng)度為5-50m，末端有稱(chēng)為聚焦頭的標準 聚焦裝置，聚焦頭將光纖傳輸過(guò)來(lái)的激光束聚焦到工件上。這些聚焦頭可以是簡(jiǎn)單的直筒形狀元件，也有90度角的拐角形狀。CCTV監視系統是常用選項，它可 以透過(guò)激光棱鏡將照相機的焦點(diǎn)投射到工件表面，再加一個(gè)十字交叉線(xiàn)發(fā)生器，系統就具備了簡(jiǎn)單的"對準、加工"功能。其他的選項還包括多點(diǎn)棱鏡，環(huán)形焦點(diǎn)光 學(xué)鏡頭，焊嘴，氣刀等。
  焊接時(shí)的熱能輸入和焊點(diǎn)形狀可以由激光參數及光學(xué)部件控制，分別進(jìn)行熱傳導模式焊接，熔透焊接，和小孔焊接。熱傳導焊接的深度較淺，范圍較寬， 類(lèi)似于GTAW或TIG焊縫形狀。這種焊接常常用于一些小型器件，比如醫療設備和工具，或者中繼罐及電池這樣的電子產(chǎn)品，它們需要焊接處光滑，外形美觀(guān)。 熔透模式焊接的深度與焊接寬度相當或略深于寬度。采用熔透模式焊接時(shí)，輸入的熱能小，熔池小而深，可以用更低平均功率的激光器。由于焊接周期中維持小孔的 需要，小孔模式焊接只用連續或超級模式的連續激光器。小孔焊接熔池深度寬度比高，達到6：1，是效率最高的焊接過(guò)程。脈沖，連續，超級模式的連續激光器都 能在熱傳導模式下工作，連續激光器可以用熔透模式，而只有超級模式連續激光器可以用于小孔焊接模式。
  時(shí)間共享和能量共享的多路傳輸方式,光纖傳輸激光焊接機可以使激光束通過(guò)時(shí)間共享和能量共享多路傳輸到同一工作站的不同工件或不同工作區。時(shí)間共 享方式最多可以實(shí)現6路光纖輸出，每個(gè)光纖之間的轉換時(shí)間低至50msec。激光參數可以在不同的工作站之間修改。當激光加工時(shí)間比工件安裝時(shí)間或變位時(shí) 間短，以及工作站之間同步要求不嚴格時(shí)常采用時(shí)間共享方式。能量共享方式是將激光能量分配到多路光纖進(jìn)行同步傳輸。這樣可以實(shí)現50：50的2路傳輸，或 者等額能量的3路或4路傳輸。根據加工要求，系統也可以設置為不等額傳輸。能量共享方式能夠使焊接過(guò)程中沒(méi)有變形。當焊接同時(shí)發(fā)生在同一工件的對稱(chēng)位置 時(shí)，焊接產(chǎn)生的力會(huì )對等并相互抵消。如果能同時(shí)焊接，能量共享模式還能縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。能量共享傳輸同時(shí)還能采用時(shí)間共享模式。
   激光焊接通常不采用填充焊料，因此零件之間的配合間隙要小于最精細零件厚度的15%。零件各部分都要相對清潔，因為焊接速度很快，來(lái)不及將雜質(zhì)燒掉。多數活性金屬的焊接要求有保護氣體，但是許多合金也可以在空氣中進(jìn)行焊接。