脉冲激光焊焊接参数

脉冲激光焊有4个主要焊接参数，它们是脉冲能量、脉冲宽度、功率密度和离焦量。

（1）脉冲能量和脉冲宽度  脉冲激光焊时，脉冲能量决定了加热能量大小，它主要影响金属的熔化量；脉冲宽度决定焊接时的加热时间，它影响熔深及热影响区（HAZ）大小。脉冲能量一定时，对于不同材料，各存在着一个最佳脉冲宽度，此时焊接熔深最大。它主要取决于材料的热物理性能，特别是热导率和熔点。导热性好、熔点低的金属易获得较大的熔深。脉冲能量和脉冲宽度在接时有一定的关系，而且随着材料厚度与性质的不同而变化。焊接时，激光的平均功率P由式（1）决定。

                                    E

                                P＝──                                                         （1）

                                   △τ

式中    P──激光功率，W；

E──激光脉冲能量，J；

△τ──脉冲宽度，s 。

可见，为了维持一定的功率 ，随着脉冲能量的增加，脉冲宽度必须相应增加，才能获得较好的焊接质量。

（2）功率密度  激光焊时功率密度决定焊接过程和机理。在功率密度较小时，焊接以传热焊的方式进行，焊点的直径和熔深由热传导所决定，当激光斑点的功率密度达到一定值（10⁶W/cm²）后，焊接过程中将产生小孔效应，形成深宽比大于1的深熔焊点，这时金属虽有少量蒸发，并不影响焊点的形成。但功率密度过大后，金属蒸发剧烈，导致气化金属过多，在焊点中形成一个不能被液态金属填满的小孔，不能形成牢固的焊点。

脉冲激光焊时，功率密度由式（2）决定。

                           P_d＝4E/πd²△τ                                                   （2）

式中    P_d──激光光斑上的功率密度，W/cm²；

E──激光脉冲能量，J；

d──光斑直径，cm；

△τ──脉冲宽度，s 。

（3）离焦量  离焦量△F是指焊接时焊接表面离焦激光束最小斑点的距离。也有人称之为入焦量。激光束通过透镜聚焦后，有一个最小光斑直径，如果焊件表面与之重合，则△F＝O，如果焊件表面在它下面，则△F＞O，称之为正离焦量，反之则△F＜O，称为负离焦量。改变离焦量，可以改变激光加热斑点的大小和光束入射状况，焊接较厚板时，采用适当的负离焦量可以获得最大熔深。但离焦量太大会使光斑直径变大，降低光斑上的功率密度，使熔深减小。离焦量的影响，在下面连续激光焊的有关部分还会进一步论述。