激光焊接通常不采用填充焊料，因此零件之間的配合間隙要小于最精細(xì)零件厚度的15%。零件各部分都要相對(duì)清潔，因?yàn)楹附铀俣群芸欤瑏?lái)不及將雜質(zhì)燒掉。多數(shù)活性金屬的焊接要求有保護(hù)氣體，但是許多合金也可以在空氣中進(jìn)行焊接。
(J:+'u "{0G,tdA 焊接時(shí)的熱能輸入和焊點(diǎn)形狀可以由激光參數(shù)及
光學(xué)部件控制，分別進(jìn)行熱傳導(dǎo)模式焊接，熔透焊接，和小孔焊接。熱傳導(dǎo)焊接的深度較淺，范圍較寬，類似于GTAW或TIG焊縫形狀。這種焊接常常用于一些小型器件，比如醫(yī)療設(shè)備和工具，或者中繼罐及電池這樣的電子產(chǎn)品，它們需要焊接處光滑，外形美觀。熔透模式焊接的深度與焊接寬度相當(dāng)或略深于寬度。采用熔透模式焊接時(shí)，輸入的熱能小，熔池小而深，可以用更低平均功率的
激光器。由于焊接周期中維持小孔的需要，小孔模式焊接只用連續(xù)或超級(jí)模式的連續(xù)激光器。小孔焊接熔池深度寬度比高，達(dá)到6：1，是效率最高的焊接過(guò)程。脈沖，連續(xù)，超級(jí)模式的連續(xù)激光器都能在熱傳導(dǎo)模式下工作，連續(xù)激光器可以用熔透模式，而只有超級(jí)模式連續(xù)激光器可以用于小孔焊接模式。
w\buQ6pR) _ "8 n&=+ o[C^z7WG0 焊接系統(tǒng)
te@m#` p9 h RkCB 脈沖Nd: YAG激光器能發(fā)出多種多樣的脈沖，焊接時(shí)可以設(shè)置脈沖的能量，峰值功率，局部的走勢(shì)和形狀等。正是通過(guò)控制這些脈沖參數(shù)，脈沖YAG激光器成為全面的焊接系統(tǒng)。即使是低平均功率的脈沖YAG激光器也能進(jìn)行大點(diǎn)焊，深度點(diǎn)焊和縫焊，因?yàn)榕c材料的相互作用由以上的脈沖參數(shù)決定，而平均功率對(duì)焊接的影響不大。脈沖YAG激光器能產(chǎn)生幾十焦耳能量的脈沖，而激光器的平均功率只有100w。脈沖的峰值功率通常最小為2KW，也可高達(dá)10KW�？偟膩�(lái)說(shuō)，脈沖Nd:YAG激光器可用于各種點(diǎn)焊，或者是熱敏元件的縫焊，以及鋁和銅合金的焊接。脈沖的能量越高，單個(gè)脈沖所熔化的材料就越多，所以熔深是由脈沖能量而不是平均功率來(lái)決定的。脈沖激光器的峰值功率將克服鋁，銅及其他類似合金的反射和散熱等不利因素。脈沖激光器焊接深度能達(dá)到3mm。鐵合金與高鎳合金焊接時(shí)的峰值功率需要達(dá)到1KW，鋁合金峰值功率需要大約3KW，銅合金需要5KW。可以分段調(diào)整脈沖的形狀使焊接質(zhì)量最優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)不相近的金屬之間的焊接。JK激光器擁有最新的脈沖整形技術(shù)。通過(guò)在整個(gè)脈沖范圍內(nèi)調(diào)整峰值功率來(lái)控制冷卻速率，減少裂縫，消除氣孔，改善焊接外觀。
Y=S0|!u IwyA4Ak Ru 連續(xù)激光器與超級(jí)模式連續(xù)激光器用于快速，低熱能輸入，縫焊和拼焊的情況。這些激光器能進(jìn)行連續(xù)的或高速模式及超級(jí)模式的激光輸出，為高速焊接和深度焊接提供連續(xù)的熔池。真正的脈沖激光器每次脈沖都形成新的熔池并覆蓋前次脈沖高達(dá)90%，而連續(xù)激光器輸入很低的熱能就可以焊接了。
]*0zir / QkrQM&Im 然而，連續(xù)或超級(jí)模式的連續(xù)激光器必須用較高的平均功率來(lái)進(jìn)行更深的熔透焊接。為了提高焊接深度，激光器要加大平均功率或者降低焊接速度。這些激光器能進(jìn)行熱傳導(dǎo)模式，熔透模式，甚至是近似電子束焊接的小孔模式焊接�？梢詫�(duì)激光束進(jìn)行不同的調(diào)整，如定點(diǎn)模式，縫焊模式以功率爬升模式。而許多模式都包含在受到專利保護(hù)的超級(jí)模式中。采用超級(jí)模式能將鐵合金焊接深度或速度提高40%，鋁合金的焊接能力提高600%。
v+ $3 Q):#6|u+ 超級(jí)模式可實(shí)現(xiàn)正弦波形和方波輸出，激光的峰值功率達(dá)到平均功率的2倍，而平均功率與連續(xù)輸出時(shí)相同。比如，平均功率1KW的激光器能產(chǎn)生100-1000Hz范圍內(nèi)的波形輸出，峰值功率達(dá)到2KW，而平均功率仍然為1KW。焊接區(qū)產(chǎn)生的煙塵及微粒子會(huì)使激光束發(fā)生散射，大約有40%的激光能量會(huì)在焦點(diǎn)處損失。煙塵集中到能反射激光束的程度需要一些時(shí)間。當(dāng)激光能量減少時(shí)，煙塵會(huì)迅速消散。超級(jí)模式就是利用了這一點(diǎn)，在煙塵達(dá)到一定濃度之前迅速輸入能量，然后等煙塵降到反射濃度閾值之下后開(kāi)始輸出下一個(gè)高峰值功率。不同的合金有不同的超級(jí)調(diào)整頻率。在焊接中使用超級(jí)調(diào)整也能減少孔隙及發(fā)熱量。在鐵合金中，這些超級(jí)模式的連續(xù)激光器能在平均功率500W的情況下達(dá)到1.5mm的熔深，在1KW情況下達(dá)到3.5mm的熔深，而2KW情況下熔深可達(dá)到8mm。
K~(RV4oF8B ghQ B 這兩種激光通常都采用
光纖束傳輸，簡(jiǎn)化了焊接系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并使焊接過(guò)程更加一致可靠。光纖標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為5-50m，末端有稱為聚焦頭的標(biāo)準(zhǔn)聚焦裝置，聚焦頭將光纖傳輸過(guò)來(lái)的激光束聚焦到工件上。這些聚焦頭可以是簡(jiǎn)單的直筒形狀元件，也有90度角的拐角形狀。CCTV監(jiān)視系統(tǒng)是常用選項(xiàng)，它可以透過(guò)激光
棱鏡將照相機(jī)的焦點(diǎn)投射到工件表面，再加一個(gè)十字交叉線發(fā)生器，系統(tǒng)就具備了簡(jiǎn)單的“對(duì)準(zhǔn)、加工”功能。其他的選項(xiàng)還包括多點(diǎn)棱鏡，環(huán)形焦點(diǎn)光學(xué)
鏡頭，焊嘴，氣刀等。
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}x'*3zI 時(shí)間共享和能量共享的多路傳輸方式
GS;GJsAs Yh<F-WOo2 光纖傳輸可以使激光束通過(guò)時(shí)間共享和能量共享多路傳輸?shù)酵还ぷ髡镜牟煌ぜ虿煌ぷ鲄^(qū)。時(shí)間共享方式最多可以實(shí)現(xiàn)6路光纖輸出，每個(gè)光纖之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間低至50msec。激光參數(shù)可以在不同的工作站之間修改。當(dāng)
激光加工時(shí)間比工件安裝時(shí)間或變位時(shí)間短，以及工作站之間同步要求不嚴(yán)格時(shí)常采用時(shí)間共享方式。能量共享方式是將激光能量分配到多路光纖進(jìn)行同步傳輸。這樣可以實(shí)現(xiàn)50：50的2路傳輸，或者等額能量的3路或4路傳輸。根據(jù)加工要求，系統(tǒng)也可以設(shè)置為不等額傳輸。能量共享方式能夠使焊接過(guò)程中沒(méi)有變形。當(dāng)焊接同時(shí)發(fā)生在同一工件的對(duì)稱位置時(shí)，焊接產(chǎn)生的力會(huì)對(duì)等并相互抵消。如果能同時(shí)焊接，能量共享模式還能縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。能量共享傳輸同時(shí)還能采用時(shí)間共享模式。
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:,z* GSI集團(tuán)在全球的應(yīng)用中心會(huì)幫助您開(kāi)發(fā)激光焊接解決方案。我們能提供具體到以下方面的支持，如選擇適合的激
光源，光束傳輸，及焊接規(guī)劃。對(duì)于其他項(xiàng)目，我們能幫您選擇合金，進(jìn)行焊縫設(shè)計(jì)，安裝開(kāi)發(fā)，訂制
光學(xué)系統(tǒng)，控制整合，及測(cè)試樣品的生產(chǎn)。
&PMQ ]B ETDWG_H | 設(shè)計(jì)者與產(chǎn)品工程師應(yīng)該熟悉激光器的特性，優(yōu)勢(shì)，及應(yīng)用，也應(yīng)該了解如何設(shè)計(jì)零件，應(yīng)用和系統(tǒng)，這樣才能最大限度的發(fā)揮激光焊接的優(yōu)勢(shì)。自從工業(yè)激光器出現(xiàn)起，激光焊接已經(jīng)代替了傳統(tǒng)焊接加工，比如電阻點(diǎn)焊或電弧焊接，因?yàn)榧す夂附佑腥缦聨讉�(gè)基本優(yōu)勢(shì)：
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'ZwD/!e 發(fā)熱量最小，元件變形最小
Ev fvU:z 一致性好，可重復(fù)性高
N/ a4Gl( (HAZ) 熱響應(yīng)區(qū)小
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