激光焊接質量影響參數分析

對激光焊接的質量產生直接影響的參數包括：激光脈沖的能量、激光束光斑直徑、激光脈沖的頻率、激光的脈寬、激光的脈沖波形、被焊材料的相對光吸收率、焊接速度、保護氣體等。

激光脈沖的能量

是指單個激光脈沖能最大輸出的能量，單位是J（焦耳）。這是激光器的一個主要參數，它決定了激光器所能產生的最大能量，按照模具修復的用途來說，激光能量在70J以下已經能滿足任何場合的需要了，再大的能量也是白費，或根本用不上，而且帶來激光電源體積和散熱器體積的不斷增大，降低了電源的使用效率。

激光光斑聚焦直徑

這是反映激光器設計性能的一個極為重要的參數，單位是（mm），它決定了激光的功率密度和加工范圍。如果激光器的光學設計合理先進，激光能量集中，聚焦準確，能把激光光斑直徑控制在0.2mm-2mm的范圍，而能否把激光的聚焦直徑控制在0.2mm是對激光發生器的一個嚴格的考驗。國內一般設計的激光器，由于只想降低成本，因此，激光的器件加工簡陋，設計并不嚴謹，激光在諧振腔里發散嚴重，導致難以準確聚焦，其激光器輸出的激光光斑直徑根本達不到標稱的0.2mm，而只能最小達到0.5mm，而由于激光的發散，令輸出的激光束不能呈規則的圓形，這就造成了激光實際照射區域過大，出現燒蝕焊縫的現象，即在焊縫的兩端出現不必要的激光照射而令焊縫兩端呈現凹陷，這種現象對于修補已經拋光的模具影響尤為嚴重，有時甚至會令模具報廢。同普公司的激光器設計精良，選料嚴格，精心調試，使其激光器輸出的光束光斑直徑能進行精密的監控，使聚焦光斑的大小最小能達到0.2mm，并能在0.2mm和2mm的范圍里進行無級調節，達到國際的先進水平。

激光脈沖的頻率

這是反映激光器在一秒內能打出多少個脈沖的能力，單位是（Hz）。首先需要說明的是，焊接金屬是使用激光的的能量，而在激光功率恒定的情況下，頻率越高，每個激光輸出的能量就越小，因此，我們需要在保證激光的能量足夠熔化金屬的情況下，考慮加工的速度，才能定出激光的輸出頻率。在激光修補磨具的場合，15Hz已經能滿足焊接的需要了，過高的頻率勢必造成激光的脈沖能量過低，從而造成焊接失敗。

激光的脈沖波形

對于采用脈沖激光進行焊接的加工，激光脈沖波形在脈沖激光焊接中是一個重要的問題。當高強度的激光入射至材料的表面時，金屬表面會將60%~98%的激光能量反射掉，且反射率隨表面溫度變化。因此，不同的金屬對于激光的反射率和激光的利用率都不一樣，要進行有效的焊接就必須輸入不同波形的激光，這樣焊縫處的金屬組織才能在最佳的方式結晶，形成與基體金屬一致的組織，才能形成高質量的焊縫。國內一般的機器都采用廉價的單波形激光電源，因此，其焊接的柔性較低，難以適應多種模具材料的焊接，并且經常要進行返工，大大浪費了焊接材料的時間，并可能造成模具的報廢。不同的金屬材料表面對激光的反射和吸收程度差別很大，而同一束激光對不同的金屬會產生不同的焊接效果，并影響其熔深、焊接速度、結晶速度和硬度，因此單一的矩形波焊接并不能解決不同的模具金屬焊接的要求。同普TPM智能激光模具修補焊機采用國內獨有的智能波形技術，達到激光焊接系統的高度柔性化，能根據不同的應用場合而調整波形，使焊縫的金屬組織與基體金屬一致，模具或者金屬零件焊補后,焊縫硬度達到HRC50-HRC58，真正達到無損焊接，大大提高了補焊的質量。