隨著焊接材料種類越來越豐富,客戶對焊接質(zhì)量的要求也越來越高。影響激光焊接質(zhì)量的因素很多,如保護(hù)氣體種類,氣體流量大小,運(yùn)動控制方式和精度等。諸多影響因素中光纖激光器是保證良好焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。激光器影響焊接質(zhì)量的因素也有很多,如激光功率、焊接速度、離焦量等,但往往忽略光束模式這一因素。
光纖激光器的光束模式分為單模和多模兩種。在焊接應(yīng)用中,聚焦光斑對焊縫熔深有很大影響,間接影響焊縫的抗拉強(qiáng)度。單模激光器的纖芯比較細(xì),光束質(zhì)量優(yōu)于多模,激光能量呈高斯分布,中間能量密度最高,三維圖是一個(gè)尖圓的山峰狀,如圖中上排兩圖。多模激光器的纖芯相比粗一些,光束質(zhì)量相比單模要差一些,能量分布相比單模光斑平均一些,三維圖像一個(gè)倒扣的杯子,如圖中下排兩圖。
飛博激光以不同光束模式對Q235鋼板進(jìn)行相關(guān)焊接測試,測試結(jié)果僅供客戶和終端應(yīng)用廠家在選擇焊接用激光器時(shí)作參考使用。本次測試采用飛博激光2000W連續(xù)激光器,分別以單模和多模兩種模式搭配嘉強(qiáng)BW240-4KW光纖激光高功率及具有同軸 CCD 顯示和照明功能的焊接頭(準(zhǔn)直聚焦配比為100:200),及史陶比爾TX90六軸機(jī)器人進(jìn)行焊接,并采用JZX91熔深顯微鏡觀察焊縫熔深。
焊接參數(shù)如下表所示:
不同光束模式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示:
(因圖片較大,請橫屏查看)
由上圖分析發(fā)現(xiàn):
01、激光功率一定的情況下,隨著焊接速度的減小,無論采用單模還是多模激光器,焊縫熔深都會逐漸增大。
02、激光功率一定的情況下,隨著離焦量的減小,無論采用單模還是多模激光器,焊縫熔深都會逐漸增大。
03、在功率、離焦量和速度保持不變的情況下,單模激光器的焊接熔深比多模大。
總結(jié):不同的激光束模式需搭配不同的工藝參數(shù)才能達(dá)到最佳焊接效果。
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