激光焊接概述
激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一，主要分為脈沖激光焊接和連續(xù)激光焊接兩種。
脈沖激光主要用于1 m m厚度以內(nèi)薄壁金屬材料的點(diǎn)焊和縫焊，其焊接過程屬于熱傳導(dǎo)型，即激光輻射加熱工件表面，再通過熱傳導(dǎo)向材料內(nèi)部擴(kuò) 散，通過控制激光脈沖的波形，寬度，峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件之間形成良好的連接。在3 C產(chǎn)品外殼、鋰電池、電子元器件、模具補(bǔ) 焊等行業(yè)有著大量的應(yīng)用。脈沖激光焊接最大的優(yōu)點(diǎn)是工件整體溫升很小，熱影響范圍小，工件變形小。
連續(xù)激光焊接大部分都是高功率激光器，功率在5 0 0瓦以上，一般1 m m以上的板材都應(yīng)該使用這種激光器。其焊接機(jī)理是基于小孔效應(yīng)的深熔 焊，深寬比大，可達(dá)到5︰1以上，焊接速度快，熱變形小。在機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。還有一部分小功率連續(xù)激光器，功率在 幾十到幾百瓦之間，它們?cè)谒芰虾附蛹凹す忖F焊這些行業(yè)使用得比較多。
激光器工作原理：
YAG激光器的工作原理：
激光電源首先把脈沖氙燈點(diǎn)著，通過激光電源對(duì)氙燈脈沖放電，形成一定頻率，一定脈寬的光波，該光波經(jīng)過聚光腔輻 射到Nd 3+：YAG激光晶體上，激發(fā)Nd 3+:YAG激光晶體發(fā)光，再經(jīng)過激光諧振腔諧振之后，發(fā)出波長(zhǎng)為1064nm脈沖激光，該脈沖激光經(jīng)過擴(kuò) 束、反射、(或經(jīng)光纖傳輸)聚焦后打在所要焊接的物體上；在PLC或工業(yè)PC機(jī)的控制下，移動(dòng)數(shù)控工作臺(tái)，從而完成焊接。焊接時(shí)所需要的脈沖激 光的頻率、脈寬、波形、工作臺(tái)速度、移動(dòng)方向均可用單片機(jī)、PLC或工業(yè)PC機(jī)來控制，通過對(duì)激光的頻率、脈寬的不同設(shè)定可調(diào)節(jié)控制脈沖激光 的能量。
光纖激光器的工作原理：
當(dāng)泵浦光通過光纖中的稀土離子時(shí)，就會(huì)被稀土離子所吸收。這時(shí)吸收光子能量的稀土原子電子就會(huì)激勵(lì)到較高激射能 級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)離子數(shù)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)后的離子數(shù)就會(huì)以輻射形式從高能級(jí)轉(zhuǎn)移到基態(tài)，并且釋放出能量，完成受激輻射。光纖激光器產(chǎn)生的激光通過 光纖輸出，并與配套的工作臺(tái)配合，完成相應(yīng)的焊接。光纖激光器分為脈沖光纖激光器和連續(xù)光纖激光器。其中，脈沖光纖激光器可通過激光的 峰值功率、頻率、脈寬的設(shè)定來調(diào)節(jié)激光脈沖單點(diǎn)能量；連續(xù)光纖激光器則通過設(shè)定平均激光功率來調(diào)節(jié)輸出激光功率。 半導(dǎo)體激光器的工作原理：通過一定的激勵(lì)方式，在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶（導(dǎo)帶與價(jià)帶）之間，或者半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)（受主或施主）能級(jí) 之間，實(shí)現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復(fù)合時(shí)，便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的激光也可 通過光纖輸出進(jìn)行焊接。
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