激光焊的特點(diǎn)——光斑大小
發(fā)布時(shí)間:2015-05-29 激光能夠聚焦成很小光斑(或焊點(diǎn)),這對微型件焊接來說是很重要的。
如果已知透鏡的焦距和發(fā)散角,就可以按公式(,-18)計(jì)算出激光焊接機(jī)光斑直徑的最小值。
D=fθ
其中θ=2.44λ/D (rad)
由上式可以看出,當(dāng)采用波長短,工作物質(zhì)的直徑大的材料時(shí),光束的寬度變窄。所以波長短的激光器,它的發(fā)散角小些,光斑直徑也就變得小峰。工作物質(zhì)直徑的變化受很多因素影響,比如價(jià)格,散熱等。常用的激光器,激光束的披氏和發(fā)散角見裹6-1所示。
由上面還可以看出光斑直徑進(jìn)與焦距有關(guān),光斑直徑的大小還可以通過縮短焦距而變小。但是由于焦點(diǎn)深度變短,
光束的有效區(qū)間變窄了。
例如,選用焦距5厘米的透鏡,取光束的發(fā)散角為
10-4rad,則光斑直徑為:
D=5*l0-4=0.0005cm二5 um
光束的焦點(diǎn),從理論上講只要采取一些措施來提高光束的性質(zhì)還可以再小,小到近似于從激光器發(fā)射出來的光的波長那么大小。例如紅寶石激光器的光束聚焦后的最小光斑直徑是0.69um。
由上表可以看到,光束的發(fā)散角為l0-3~l0-2rad,故焦距幾厘米的透鏡,在焦平面上的光斑直徑是幾微米到幾百微米,實(shí)際上的還要大些,但畢竟還是個(gè)很小的點(diǎn),所以它在微型件的焊接方面有其廣闊的應(yīng)用前途,也由于光束可以聚焦成很小的斑點(diǎn),所以看起來激光器的輸出能量很小,只有零點(diǎn)幾焦耳或者幾個(gè)焦耳,但因能量密度很高,所以可以順利地進(jìn)行焊接。