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焊接時(shí)通常采用聚焦方式會(huì)聚激光,一般選用63~254mm(2.5”~10”)焦距的透鏡。聚焦光斑大小與焦距成正比,焦距越短,光斑越小。激光切割由于受激光器功率和設(shè)備體積的限制,激光切割只能切割厚度較低的板材和管材,工件厚度的增加,切割速度明顯下降。但焦距長(zhǎng)短也影響焦深,即焦深隨著焦距同步增加,所以短焦距可提高功率密度,但因焦深小,必須保持透鏡與工件的間距,且熔深也不大。由于受焊接過(guò)程中產(chǎn)生的飛濺物和激光模式的影響,實(shí)際焊接使用的焦深多為焦距126mm(5”)。當(dāng)接縫較大或需要通過(guò)加大光斑尺寸來(lái)增加焊縫時(shí),可選擇254mm(10”)焦距的透鏡,在此情況下,為了達(dá)到深熔小孔效應(yīng),需要更高的激光輸出功率(功率密度)。
當(dāng)激光功率超過(guò)2kW時(shí),特別是對(duì)于10.6μm的CO2激光束,由于采用特殊光學(xué)材料構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng),為了避免聚焦透鏡遭光學(xué)破壞的危險(xiǎn),經(jīng)常選用反射聚焦方法,一般采用拋光銅鏡作反射鏡。由于能有效冷卻,它常被推薦用于高功率激光束聚焦
激光混合焊接技術(shù)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于激光混合,優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:更大的熔深/較大縫隙的焊接能力;焊縫的韌性更好,通過(guò)添加輔助材料可對(duì)焊縫晶格組織施加影響;無(wú)燒穿時(shí)焊縫背面下垂的現(xiàn)象;適用范圍更廣;借助于激光替換技術(shù)投資較少。激光淬火是利用激光將材料表面加熱到相變點(diǎn)以上,隨著材料自身冷卻,奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,從而使材料表面硬化的淬火技術(shù)。對(duì)于激光MIG惰性氣體保護(hù)焊混合,優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:較高的焊接速度;熔焊深度大;產(chǎn)生的焊接熱少;焊縫的強(qiáng)度高;焊縫寬度??;焊縫凸出小。從而使得整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定性好,設(shè)備可用性好;焊縫準(zhǔn)備工作量和焊接后焊縫處理工作量小;焊接生產(chǎn)工時(shí)短、費(fèi)用低、生產(chǎn);具有很好的光學(xué)設(shè)備配置性能。
但是,激光混合焊接在電源設(shè)備方面的投資成本相對(duì)較高。激光淬硬層的深度依照零件成分、尺寸與形狀以及激光工藝參數(shù)的不同,一般在0。隨著市場(chǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大,電源設(shè)備的價(jià)格也將會(huì)有所下降,并將使激光混合焊接技術(shù)在更多的領(lǐng)域中得到應(yīng)用。至少激光混合焊接技術(shù)在鋁合金材料的焊接中是一種非常合適的焊接工藝,將在較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)成為主要的焊接生產(chǎn)工具