佛山市富蘭激光科技有限公司
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再好再先進(jìn)的設(shè)備,有時(shí)也會(huì)因外界因素的影響,導(dǎo)致加工質(zhì)量不佳,激光焊接機(jī)也不例外。下面,佛山富蘭激光就為大家簡(jiǎn)單地講一講影響激光焊接質(zhì)量的主要原因有哪些。
一、焊接設(shè)備
1、 激光器類型:激光焊接機(jī)的激光器主要有脈沖激光器和連續(xù)激光器。相應(yīng)的材質(zhì)要采用相應(yīng)的激光器類型。
2、光束模式:光束模式階數(shù)越低,光束的聚焦性能越好(即光束質(zhì)量越好),光斑越小,相同激光功率下激光功率密度越高,焊接深寬比越大。
3、 輸出功率穩(wěn)定性:激光器的輸出功率穩(wěn)定性越好,焊接一致性就越好。
4、導(dǎo)光和聚焦系統(tǒng):這些光學(xué)零件,在大功率激光作用下,性能可能會(huì)劣化使透過率下降,產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)(透鏡受熱膨脹焦距發(fā)生變化)。如有表面污染,則會(huì)增加傳輸損耗甚至可能導(dǎo)致光學(xué)零件的損壞。所以光學(xué)零件的質(zhì)量,維護(hù)和工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)保證焊接質(zhì)量至關(guān)重要。
二、焊接工件
1、所需焊接工件材料的吸收率:激光束與材料吸收的相容性取決于材料的一些重要性能,如吸收率、反射率、熱導(dǎo)率等,其中最主要是吸收率。有些材質(zhì)對(duì)激光吸收率特別好,而有些材質(zhì)卻很差,甚至不吸收。
2、所需焊接工件材料的均勻性:材料的均勻性直接影響到焊接質(zhì)量。例如鋁合金材料焊接時(shí),合金元素的分布不均勻,或者內(nèi)部存在雜質(zhì)的含量不同,就容易出現(xiàn)炸孔、咬邊、凹陷等焊接缺陷;又比如材料尺寸(特別是厚度、高度)不均勻,就會(huì)與夾具不貼合,與焊接頭焦距有偏差,也會(huì)導(dǎo)致焊接質(zhì)量不佳。
3、 焊接工件裝配精度:因?yàn)榧す夤獍咝?,焊縫窄,一般不加填充金屬,如裝配不嚴(yán)間隙過大,光束會(huì)穿過間隙不能熔化母材,或者引起明顯的咬邊、凹陷。
4、所需焊接的工件清潔程度:若表面清潔不干凈,有雜質(zhì),也會(huì)導(dǎo)致焊接質(zhì)量不佳。
三、焊接工裝夾具
大部分產(chǎn)品在焊接時(shí)都需要用夾具(也叫:工裝、治具)。夾具主要是將要焊接的工件準(zhǔn)確定位和可靠夾緊,便于焊接工件進(jìn)行裝配和焊接,保證焊接結(jié)構(gòu)精度,有效的防止和減輕焊接變形。所以,夾具的好與壞,直接會(huì)影響到焊接的質(zhì)量。
四、焊接工藝參數(shù)
焊接工藝參數(shù)主要有激光輸出功率、焊接速度、激光波形、脈沖頻率、離焦量和保護(hù)氣體。
1、輸出功率穩(wěn)定性:激光器的輸出功率穩(wěn)定性越好,焊接一致性就越好。
2、焊接速度:焊接速度越高熔深就會(huì)越淺。低速下熔池大而寬,且易產(chǎn)生下塌,高速焊接時(shí),焊縫中心強(qiáng)烈流動(dòng)的液態(tài)金屬由于來不及重新分布,便在焊縫兩側(cè)凝固,形成不平整焊縫。所以,佛山富蘭激光在此建議大家在焊接薄板或焊接性較好材料時(shí)使用高速焊接;厚板、難焊材料速度要低。
3、激光波形:激光波形主要有脈沖激光器常用的脈沖波形和連續(xù)焊接時(shí)的縫焊波形。比如:焊接銅、鋁、金、銀高反射材料時(shí),為了突破高反射率的屏障,可以利用梯形的激光波形;對(duì)于鐵、鎳等黑色金屬,表面反射率低,宜采用矩形波或緩衰減波形。
4 、脈沖頻率:脈沖頻率、光斑尺寸和焊接速度相互匹配,才能達(dá)到所需的重疊率。一般來說,重疊率越大,焊縫越光滑,但焊接速度也相應(yīng)降低。當(dāng)激光脈沖頻率超過一定值時(shí),重疊率過大,超過材料的焊接極限,容易焊穿或出現(xiàn)焊渣。
5、離焦量:離焦方式有正離焦與負(fù)離焦兩種。焦平面位于工件上方為正離焦,反之為負(fù)離焦。負(fù)離焦時(shí),材料內(nèi)部功率密度比表面還高,易形成更強(qiáng)的熔化、汽化,使光能向材料更深處傳遞。所以在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)要求熔深較大時(shí),采用負(fù)離焦;焊接薄材料時(shí),宜用正離焦。
6、脈沖寬度:這個(gè)主要是針對(duì)脈沖激光器的激光焊接機(jī),脈寬是脈沖激光焊接機(jī)的重要參數(shù)之一,它既是區(qū)別于材料去除和材料熔化的重要參數(shù),也是決定加工設(shè)備造價(jià)及體積的關(guān)鍵參數(shù)。脈寬越長(zhǎng),焊點(diǎn)直徑越大,相同的工作距離時(shí),熔深越深。
五、工作臺(tái)
工作臺(tái)會(huì)直接影響加工效率,以及焊接的效果。佛山富蘭激光所生產(chǎn)的能量反饋光纖傳輸激光焊接機(jī)安置靈活,主機(jī)與工作臺(tái)分離,有多種工作臺(tái)可選,可根據(jù)不同產(chǎn)品的需求配置不同的工作臺(tái)進(jìn)行焊接加工。
六、保護(hù)氣體
保護(hù)氣體也是影響焊接質(zhì)量的重要因素之一。保護(hù)氣體是激光焊接過程中用來保護(hù)熔池的惰性氣體,有些材料焊接不計(jì)較表面氧化時(shí)可以不用保護(hù)氣體,但對(duì)大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合都需要使用保護(hù)氣體。因?yàn)楸Wo(hù)氣體具有驅(qū)除或削弱等離子體(激光焊接過程中容易產(chǎn)生等離子體,等離體對(duì)激光有吸收、折射和反射的作用)、提高焊縫的冷卻速度、降低焊縫表面氧化程度、改善焊縫表面形貌等作用。常用的保護(hù)氣體有氮?dú)?、氬氣、氦氣以及氬氣和氦氣的混合氣體。