YAG激光焊接机

用高能脉冲激光对工件实施焊接的机器

YAG激光焊接是一种用高能脉冲激光对工件实施焊接的机器。

定义

YAG激光焊接是用高能脉冲激光对工件实施焊接，它以脉冲氙灯作为泵浦源，以ND：YAG作为产生激光工作物质。激光电源首先将脉冲氙灯预燃，通过激光电源对脉冲氙灯放电，使氙灯产生一定频率和脉宽的光波，光波经聚光腔照射ND：YAG激光晶体，从而激发ND：YAG激光晶体产生激光，再经过谐振腔后产生波长为1064nm的脉冲激光，激光经过扩束、反射（或经过光纤传输）、聚焦后辐射至工件表面，使工件局部熔化实现焊接。焊接时所需要的脉冲激光的频率、脉宽、工作台移动速度、移动方向均可用PLC或工业PC机来控制，并通过调节电流的大小、激光的频率、脉宽来控制激光能量的大小。

发展及原理

发展

激光焊接是激光材料加工用的机器，又常称为激光焊机、镭射焊机，按其工作方式常可分为激光模具烧焊机（手动焊接机）、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机，光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。

20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。

高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。

工作原理

利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池。它是一种新型的焊接方式，主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理，焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化。

优势

1：高的深宽比。焊缝深而窄，焊缝光亮美观。

2：由于功率密度高，熔化过程极快，输入工件热量很低，焊接速度快，热变形小，热影响区小。

3：高致密性。焊缝生成过程中，熔池不断搅拌，气体逸出，生成无气孔熔透焊缝。焊后高的冷却速度易使焊缝组织微细化，焊缝强度、韧性和综合性能高。

4：强固焊缝。高温热源和对非金属组份的充分吸收产生纯化作用，降低了杂质含量，改变了夹杂尺寸和其在熔池中的分布，焊接过程中无需电极或填充焊丝，熔化区受污染小，使焊缝强度、韧性相当于甚至超过母体金属。

5：精确控制。因为聚焦光斑很小，焊缝可以高精度定位，光束容易传输与控制，不需要经常更换焊炬、喷咀，显著减少停机辅助时间，生产效率高。光无惯性，还可以在高速下急停和重新启始。用自控光束移动技术则可焊复杂构件。

6：非接触、大气环境焊接。因为能量来自激光，工件无物理接触，因此没有力施加于工件。磁和空气对激光都无影响。

7：由于平均热输入低，加工精度高，可减少再加工费用。同时，激光焊接运转费用较低，可降低工件成本。

及应用

激光焊接可应用于多种金属及合金、钢等合金材料间的焊接，也可应用于铜-黄铜、铜-钛、镍-铜、铜-钛等多种异种金属的焊接。

汽车零部件行业：发动机气缸垫；液压挺杆密封焊；滤清器密封焊；火花塞焊接；气门推杆焊接；防撞气囊电雷管密封焊；曲轴或缸套热处理；等等

电子行业：手机电池、动力电池的壳体密封焊；固态继电器密封焊；连接器数据线焊接；等等