功率密度是激光焊接机加工中关键的参数之一。选用较高的功率密度,在微秒时间规模内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。因而,高功率密度关于材料去除加工,如打孔、切开、雕琢有利。关于较低功率密度,表层温度到达沸点需求经历数毫秒,在表层汽化前,底层到达熔点,易构成良好的熔融焊接。因而,在传导型激光焊接中,功率密度的规模为104~106W/cm2。
激光脉冲波形
激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,特别关于薄板焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度而改变。在一个激光脉冲作用期间,金属反射率的改变很大。
激光脉冲宽度
脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数,也是决定加工设备造价及体积的关键参数。
离焦量对焊接质量的影响
激光焊接一般需求一定的离焦量,由于激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。脱离激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。
离焦方法有2种:正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。按几何光学理论,当正负离焦量相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的构成过程有关。试验表明,激光加热50~200us资料开始熔化,构成液相金属并呈现部分汽化,构成蒸汽,并以极高的速度喷发,发出耀眼的白光。与此同时,高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心构成洼陷。当负离焦时,材料内部功率密度比表面还高,易构成更强的熔化、汽化,使光能向资料更深处传递。所以在实际使用中,当要求熔深较大时,选用负离焦;焊接薄资料时,宜用正离焦。