激光焊接機概述和原理
發布時間:2013-08-01 激光焊接概述
激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一,主要分為脈沖激光焊接和連續激光焊接兩種。
脈沖激光主要用于1 m m厚度以內薄壁金屬材料的點焊和縫焊,其焊接過程屬于熱傳導型,即激光輻射加熱工件表面,再通過熱傳導向材料內部擴 散,通過控制激光脈沖的波形,寬度,峰值功率和重復頻率等參數,使工件之間形成良好的連接。在3 C產品外殼、鋰電池、電子元器件、模具補 焊等行業有著大量的應用。脈沖激光焊接最大的優點是工件整體溫升很小,熱影響范圍小,工件變形小。
連續激光焊接大部分都是高功率激光器,功率在5 0 0瓦以上,一般1 m m以上的板材都應該使用這種激光器。其焊接機理是基于小孔效應的深熔 焊,深寬比大,可達到5︰1以上,焊接速度快,熱變形小。在機械、汽車、船舶等行業有著廣泛的應用。還有一部分小功率連續激光器,功率在 幾十到幾百瓦之間,它們在塑料焊接及激光釬焊這些行業使用得比較多。
激光器工作原理:
YAG激光器的工作原理:
激光電源首先把脈沖氙燈點著,通過激光電源對氙燈脈沖放電,形成一定頻率,一定脈寬的光波,該光波經過聚光腔輻 射到Nd 3+:YAG激光晶體上,激發Nd 3+:YAG激光晶體發光,再經過激光諧振腔諧振之后,發出波長為1064nm脈沖激光,該脈沖激光經過擴 束、反射、(或經光纖傳輸)聚焦后打在所要焊接的物體上;在PLC或工業PC機的控制下,移動數控工作臺,從而完成焊接。焊接時所需要的脈沖激 光的頻率、脈寬、波形、工作臺速度、移動方向均可用單片機、PLC或工業PC機來控制,通過對激光的頻率、脈寬的不同設定可調節控制脈沖激光 的能量。
光纖激光器的工作原理:
當泵浦光通過光纖中的稀土離子時,就會被稀土離子所吸收。這時吸收光子能量的稀土原子電子就會激勵到較高激射能 級,從而實現離子數反轉,反轉后的離子數就會以輻射形式從高能級轉移到基態,并且釋放出能量,完成受激輻射。光纖激光器產生的激光通過 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激光的 峰值功率、頻率、脈寬的設定來調節激光脈沖單點能量;連續光纖激光器則通過設定平均激光功率來調節輸出激光功率。 半導體激光器的工作原理:通過一定的激勵方式,在半導體物質的能帶(導帶與價帶)之間,或者半導體物質的能帶與雜質(受主或施主)能級 之間,實現非平衡載流子的粒子數反轉,當處于粒子數反轉狀態的大量電子與空穴復合時,便產生受激發射作用。半導體激光器產生的激光也可 通過光纖輸出進行焊接。