激光焊接工艺实践 激光焊接的脉冲频率 2.23 激光焊接的脉冲频率.ppt

* 激光焊接的脉冲频率 课程名称：激光焊接工艺实践 承担单位：浙江工贸职业技术学院 * 教学目标 在激光焊接工艺，特别是热导型焊接过程中，了解激光脉冲频率对焊接工艺的影响，明确频率、脉冲宽度和峰值功率之间的关系。 * 2.脉冲频率对激光焊接的影响 在激光热导模式焊接中，激光器发出的重复频率激光脉冲，每个激光脉冲形成一个熔斑，焊件与激光光束相对移动速度决定了熔斑的重叠率，一系列的熔斑形成鱼鳞纹似的焊缝。为了实现激光密封焊接，对于激光光斑的重复频率有一定要求，由于每个熔斑断面形状为半球形，为了达到一定厚度的熔深，只有在高重复频率下才能达到密封焊接，一般要求重叠率在70%以上。图1给出就是激光脉冲焊接的焊缝。 图1 激光脉冲焊接接头 * 激光脉冲频率是指激光器在一秒内能打出多少个脉冲的能力，单位是赫兹（Hz）。在激光功率恒定的情况下，频率越高，每个激光脉冲输出的能量就越小。因此要在保证激光能量足够熔化金属的情况下，考虑加工的速度，才能确定激光的输出频率。例如，在激光修补模具的场合，15Hz左右的频率已经能满足焊接需要，过高的频率会导致激光的脉冲能量过低，从而造成焊接的失败。 激光焊接频率在一些对焊接效率有要求的时候，会有很大的作用，尤其是在一些精密部件的激光焊接上面，配合振镜加上扫描系统的时候，频率的作用将会更大，如何调整到合适的频率，是需要焊接技术人员根据具体工艺要求来解决的一个技术问题。 2.1 激光脉冲频率对焊接的影响 * 2.2 激光脉冲频率、脉宽和峰值功率的关系对激光焊接的关系 一般在激光焊接机上面，电流越大激光能量就越强，脉宽跟能量也是有关系的，脉宽大平均功率就会越大，脉宽窄时峰值功率会变高；频率越高的时候，单位时间内一个地方的激光点数就会越多，但单个激光能量会下降。图2给出的是国内某公司推出的脉冲光纤激光器（如图3所示）的激光脉冲频率、脉宽和峰值功率的关系，当脉冲宽度0.5ns时，单脉冲的峰值功率达到了35KW。 图2 激光脉冲宽度、频率和峰值功率的关系 * 图3 国内某公司推出的皮秒脉冲光纤激光器 * 图4 激光器的峰值功率和脉冲频率、宽度 图4给出的是该激光器能够控制的输出脉冲宽度、频率和峰值功率。 * 就激光焊接而言，所需要的焊接激光功率和激光脉冲频率之间，应该根据实际情况进行设备的选择。在频率的调整上，主要是看客户的焊接要求，如果利用一台基本的硬光路为500W的激光焊接机可以达到在低频率下的客户所有的焊接要求，就可以考虑用350W的设备来进行高频率的焊接，这样一来设备的成本价格就会少一些，客户也会更加倾向于这一选择。 ??? * 3. 小结 激光脉冲焊接工艺中的是脉冲频率对材料焊接工艺具有重要影响，特别是对有密封要求的焊接工况或对焊接效率有较高要求的情况下，在激光功率恒定的情况下，频率越高，单脉冲的峰值功率越低。 * 4. 作业思考题 １）若激光器功率恒定时，说明激光脉冲频率和脉冲峰值功率之间有什么关系？ 2）对于有密封要求的激光焊缝，一般要求激光熔斑的重叠率应该达到的百分比是多少？