激光焊接機的脈沖形狀和功率密度
發(fā)布時間:2015-10-31 | 來源:星鴻藝激光焊接運營部 | 分享:
1、脈沖形狀
激光焊接機焊接過程中,由于材料的反射率隨工件表面溫度的變化而變化,所以,脈沖形狀對材料的反射率有間接影響。激光開始作用時, 由于材料表面為室溫,反射宰很高:隨著溫度的升高,反射宰迅速下降;當材料處于熔化狀態(tài)時,反射率基本穩(wěn)定在某一值;當溫度達到沸點時,反射率又一次急劇下降。
對大多數(shù)金屬來講,在激光脈沖作用的開始時刻,反射率都較高,因而可采用帶前置尖蜂的光脈沖。前置尖峰有利于對工件的迅速加熱,可改善材料的吸收性能,提高能量的利用享,尖峰過后平緩的主脈沖可避免材料的強烈蒸發(fā),這種形式的脈沖主要適用于低重復頻率焊接。而對高重復頻率的焊縫采講, 由于焊縫是由重疊的焊點組成,光脈沖照射處的溫度高, 因而,宜采用光強基本不變的平頂波。而對于某些易產(chǎn)生熱裂紋和冷裂紋的材料,則可采用三階段激光脈沖,從而使工件經(jīng)歷預熱一熔化一保溫的變化過程,最終可得到滿意的激光焊接機焊接接頭。
2、功率密度
在脈沖激光焊接機焊接中,要盡量避免焊點金屬的過量蒸發(fā)與燒穿,的功率密度是十分重要的。
功率密度 (power density)
PD=4E/πd2tp
式中 E-激光能量;
d-光斑直徑;
tp-脈沖密度。
激光焊接機焊接過程金屬的蒸發(fā)還與材料的性質有關, 即與材料的蒸氣壓有關,蒸氣壓高的金屬易蒸發(fā)。熔點與沸點相差大的金屬,焊接過程易控制。大多數(shù)金屬達到沸點的功率密度范圍約
在105~106W/cm2以上。對功率密度的調節(jié)可通過改變脈沖能量、光斑直徑、脈沖寬度以及激光模式等實現(xiàn)。
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