正離焦對(duì)激光焊接機(jī)焊接質(zhì)量的影響
正離焦對(duì)激光焊接機(jī)焊接質(zhì)量的影響
激光焊接機(jī)激光焊接是利用高能量的激光脈沖對(duì)材料進(jìn)行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱,,激光輻射的能量通過(guò)熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴(kuò)散,,將材料熔化后形成特定熔池。
激光焊接機(jī)焊接通常需要一定的離焦量,,因?yàn)榧す饨裹c(diǎn)處光斑中心的功率密度過(guò)高,,容易蒸發(fā)成孔。離開(kāi)激光焦點(diǎn)的各平面上,,功率密度分布相對(duì)均勻,。
激光焊接機(jī)離焦方式有兩種——正離焦與負(fù)離焦,,焦平面位于工件上方為正離焦,反之為負(fù)離焦,。
按幾何光學(xué)理論:
當(dāng)激光焊接機(jī)正,,負(fù)離焦量相等時(shí),對(duì)應(yīng)平面上功率密度近似相同,,但實(shí)際上所獲得的熔池形狀不同,,負(fù)離焦時(shí),可獲得更大的熔深,,這與熔池的形成過(guò)程有關(guān),。實(shí)驗(yàn)表明,激光加熱50-200us材料開(kāi)始熔化,,形成液相金屬并出現(xiàn)部分汽化,,形成高壓蒸氣,并以極高的速度噴射,,發(fā)出耀眼的白光,。與此同時(shí),高濃度氣體使液相金屬運(yùn)動(dòng)至熔池邊緣,,在熔池中心形成凹陷,,當(dāng)負(fù)離焦時(shí),材料內(nèi)部功率密度比表面還亮,,易形成更強(qiáng)的熔化,、汽化、使光能向材料更深處傳遞,。所以在實(shí)際應(yīng)用中,,當(dāng)要求熔深較大時(shí),采用負(fù)離焦,,焊接薄材料時(shí),,宜用正離焦。
激光焊接機(jī)離焦量的大小影響材料表面熔化斑點(diǎn)的直徑以及熔池的徑探比,。
可見(jiàn),,激光焊接機(jī)聚焦后的光束腰部不在透鏡焦平面上,而在位置A處.A稱為激光焦點(diǎn),。表面光斑直徑隨離熱量增加而增大,。