激光焊接激光器工作原理
1.1、YAG激光器的工作原理
激光電源首先把脈沖氙燈點(diǎn)著(zhù),通過(guò)激光電源對氙燈脈沖放電,形成一定頻率,一定脈寬的光波,該光波經(jīng)過(guò)聚光腔輻射到Nd 3+:YAG激光晶體上,激發(fā)Nd 3+:YAG激光晶體發(fā)光,再經(jīng)過(guò)激光諧振腔諧振之后,發(fā)出波長(cháng)為1064nm脈沖激光,該脈沖激光經(jīng)過(guò)擴束、反射、(或經(jīng)光纖傳輸)聚焦后打在所要焊接的物體上;在PLC或工業(yè)PC機的控制下,移動(dòng)數控工作臺,從而完成焊接。焊接時(shí)所需要的脈沖激光的頻率、脈寬、波形、工作臺速度、移動(dòng)方向均可用單片機、PLC或工業(yè)PC機來(lái)控制,通過(guò)對激光的頻率、脈寬的不同設定可調節控制脈沖激光的能量。
1.2、光纖激光器的工作原理
當泵浦光通過(guò)光纖中的稀土離子時(shí),就會(huì )被稀土離子所吸收。這時(shí)吸收光子能量的稀土原子電子就會(huì )激勵到較高激射能級,從而實(shí)現離子數反轉,反轉后的離子數就會(huì )以輻射形式從高能級轉移到基態(tài),并且釋放出能量,完成受激輻射。光纖激光器產(chǎn)生的激光通過(guò)光纖輸出,并與配套的工作臺配合,完成相應的焊接。光纖激光器分為脈沖光纖激光器和連續光纖激光器。其中,脈沖光纖激光器可通過(guò)激光的峰值功率、頻率、脈寬的設定來(lái)調節激光脈沖單點(diǎn)能量;連續光纖激光器則通過(guò)設定平均激光功率來(lái)調節輸出激光功率。
1.3、半導體激光器的工作原理
通過(guò)一定的激勵方式,在半導體物質(zhì)的能帶(導帶與價(jià)帶)之間,或者半導體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)(受主或施主)能級之間,實(shí)現非平衡載流子的粒子數反轉,當處于粒子數反轉狀態(tài)的大量電子與空穴復合時(shí),便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。半導體激光器產(chǎn)生的激光也可通過(guò)光纖輸出進(jìn)行焊接。
2、激光焊接特點(diǎn)
激光焊接是一種新型的焊接方式,激光焊接主要針對薄壁材料、精密零件的焊接,可實(shí)現點(diǎn)焊、對接焊、疊焊、密封焊等,其特點(diǎn)有:
具有高的深寬比,焊縫寬度小,熱影響區小,變形小,焊接速度快。
焊縫平整、美觀(guān),焊后無(wú)需處理或只需簡(jiǎn)單處理工序。
焊縫質(zhì)量高,無(wú)氣孔,可減少和優(yōu)化母材雜質(zhì),組織焊后可細化,焊縫強度、韌性至少相當于甚至超過(guò)母材金屬。
可精確控制,聚焦光點(diǎn)小,可高精度定位,易實(shí)現自動(dòng)化??蓪?shí)現某些異種材料間的焊接。
3、可焊接材料及行業(yè)應用
激光焊接可應用于鈦、鎳、錫、鋅、銅、 鋁、鉻、鈮、金、銀等多種金屬及其合 金,及鋼、可伐合金等合金的同種材料間的焊接,也可應用于銅-鎳、鎳-鈦、銅- 鈦、鈦-鉬、黃銅-銅、低碳鋼-銅等多種異種金屬間的焊接。同時(shí)還廣泛應用于手機通訊、電子元件、眼鏡鐘表、首飾飾品、五金制品、精密器械、醫 療器械、汽車(chē)配件、工藝禮品等行業(yè)。