金剛石鋸片的激光焊接屬于不同厚度的異種材料焊接,影響其焊接質量的因素很多,包括焊前準備、激光焊接設備的光束質量、激光功率、焊接速度、焦點位置、激光束偏移量、激光束的入射角、保護氣體流量等,而目前有關這方面的研究應該說是比較成熟的。
目前國內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、準基?;蛘叩碗A模。評價光束質量通常以光束模式來表征,光束模次越高,發(fā)散角越大,光束質量越差。就焊接而言,光束質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,焊縫較細且平直均勻。因此,應采用基模或低階模,若模次偏高,則難以滿足焊接質量的要求。
激光焊接機的功率是影響焊接的最重要因素,一定的功率對應一定的功率密度,決定一定的熔深。產(chǎn)生小孔效應、進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)熱傳導焊,
(2)深熔穿透焊。
激光焊接機的功率密度較低時(<106W/cm2),材料表面熔化,焊縫很淺(<0.5mm),焊接時不產(chǎn)生等離子體,這就是熱傳導焊。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,從而實現(xiàn)激光深穿透焊接,此時熔深急劇增加。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,焊接方式由熱傳導焊向深穿透焊過渡。
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