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《机电技术》2008 年第 1 期 焊接技术 影响激光焊接加工的几个主要参数 （1.集美大学工程训练中心 2.集美大学机械工程学院，福建 厦门 361021） 摘 要：激光焊接是一种先进的非接触焊接技术，焊接形态稳定。通过应用研究，发现为了提高焊接质量，只要结 合焊接材料的特性，控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，就能使工件焊接处充分熔化，达到焊接 要求的同时实施激光焊接。这有利于促进激光焊接技术的广泛应用。 关键词：激光焊接 脉冲 材料 焊接特性 中图分类号：TG456.7 文献标识码：A 文章编号：1672－4801（2008）01-58-03 1 引言 近 20 年来中国在改革开放和迅速发展中，不 断地推动高科技的研发和应用。激光加工技术进 步显著，各种激光系统、设备已经进入各个工业 领域。激光加工技术是利用激光束与物质的相互 作用的特性，对金属和非金属进行各种加工，从 20 世纪 90 年代中期开始，激光焊接的优点日益凸 显出来，成为专门焊接精密敏感的、几何形状复 杂的或是特殊要求工件的方法。使用激光焊接可 不必像电子束那样必须在真空中进行，因而可简 化工序和降低成本。激光焊接过程中，掌握好一 图1 功率对熔深及焊接速度的影响 些变化规律，就可以根据对焊缝组织的不同要求 2.2 激光脉冲波形 来调整焊缝，通过控制激光焊接条件可以获得最 激光脉冲波形在脉冲激光焊接中是一个重要 佳的焊缝性能。 问题，尤其对于薄片焊接。当高强度激光束射入 2 激光焊接加工参数 材料表面，会将 60～98％的激光能量反射而损失 激光焊接参数是决定焊接能力的重要因素， 掉，尤其是金、银、铜、铝、钛等材料反射强、 直接影响焊接质量。只要控制好主要参数，即能 传热快。一个激光脉冲讯号过程中，金属的反射 率随时间而变化。当材料表面温度升高到熔点时， 有效采用高激光焊接加工技术。 反射率会迅速下降，当表面处于熔化状态时，反 2.1 激光输出功率 射稳定于某一值。对于波长 1.064μm 的激光束， 工件表面某点吸收能量的多少由激光输出功 大多数材料初始反射率较高，因此常采用带有前 率和激光辐照时间共同决定。在其他参数都相同 置尖峰的激光输出波形，利用开始出现的尖峰迅 的条件下(如能量分布,焦点位置等)，增加激光输 速改变表面状态，使其温度上升至熔点，从而使 出功率可提高焊接速度、增大焊接熔深。焊接碳 材料表面反射率较低。对于钢及类似等黑金属， 钢时输出功率对熔深及焊接速度的影响如图 1 所 其表面反射率比有色金属低，宜采用平坦的激光 波形。在实际焊接中可针对不同材料的焊接特性， 示。焊接熔深直接与光束功率密度有关，对一定 灵活调整脉冲波形。如对于易脆材料可以采用能 直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。 量缓慢降低的