金剛石鋸片的激光焊接屬于不同厚度的異種材料焊接,影響其焊接質(zhì)量的因素很多,包括焊前準(zhǔn)備、激光焊接設(shè)備的光束質(zhì)量、激光功率、焊接速度、焦點(diǎn)位置、激光束偏移量、激光束的入射角、保護(hù)氣體流量等,而目前有關(guān)這方面的研究應(yīng)該說是比較成熟的。
目前國內(nèi)外激光焊接金剛石鋸片所用激光器主要為1000-5000W的C02激光器。其模式多為基模、準(zhǔn)基模或者低階模。評價(jià)光束質(zhì)量通常以光束模式來表征,光束模次越高,發(fā)散角越大,光束質(zhì)量越差。就焊接而言,光束質(zhì)量主要影響焊縫熔深和形狀,在相同條件下,模式不同,則焊接深度明顯不同;光束模式對焊縫形狀也有影響,高階模式焊接焊縫較寬且不均勻,這是由于高階模(TEM00)的光束能量分布不均勻引起的;低階模(TEM01)焊接,焊縫較細(xì)且平直均勻。因此,應(yīng)采用基模或低階模,若模次偏高,則難以滿足焊接質(zhì)量的要求。
激光焊接機(jī)的功率是影響焊接的最重要因素,一定的功率對應(yīng)一定的功率密度,決定一定的熔深。產(chǎn)生小孔效應(yīng)、進(jìn)行深熔焊接的前提是聚焦激光焦斑有足夠高的功率密度。根據(jù)激光功率密度的大小,激光焊接有兩種方式:
(1)熱傳導(dǎo)焊,
(2)深熔穿透焊。
激光焊接機(jī)的功率密度較低時(shí)(<106W/cm2),材料表面熔化,焊縫很淺(<0.5mm),焊接時(shí)不產(chǎn)生等離子體,這就是熱傳導(dǎo)焊。功率密度大于106W/cm2,則被焊金屬急劇氣化,形成匙狀深孔,出現(xiàn)等離子體,從而實(shí)現(xiàn)激光深穿透焊接,此時(shí)熔深急劇增加。隨著激光功率的增加,焊縫深度也隨之增加,功率大于0.7kW時(shí),焊接方式由熱傳導(dǎo)焊向深穿透焊過渡。
本文由東莞市正信激光科技有限公司提供