文档介绍：关于CO2激光深熔焊接的临界功率密度激光焊接有两种主要机制,即热导焊接机制和深熔焊接机制。热导机制受热传导的限制,只适用于薄小零件的焊接。当激光功率密度达到某一临界值时,激光焊接由热导机制转变为深溶机制,焊接深度和加工效率显著提高。而在临界功率密度附近一个极小的区间内,焊接过程是不稳定的,亦即焊接机制是不确定的[1,2]。因此,焊接机制转变的临界功率密度是一个非常重要的概念。长期以来,由于缺少对大功率激光光斑大小及功率密度进行测试的有效手段,激光加工时通常采用烧痕法测定和计算光斑大小及光斑内的平均功率密度[3],所得结果很不精确,激光焊接机制转变的临界功率密度至今仍然是非常模糊的。近年来,随着大功率激光光束光斑质量诊断仪的面世,我们可以对激光光斑大小和功率密度分布进行精细测量。个人收集整理勿做商业用途本文以不锈钢CO2激光焊接为例讨论激光深熔焊接的临界功率密度。试验条件试验采用RS2500射频激励快速轴流CO2激光器,,光束直径20mm,模式TEM11,=400mm的旋转抛物镜聚焦,。光斑大小及功率密度分布采用UFF100光束光斑质量诊断仪测定,光斑大小定义为包含86%总功率的功率密度等高线所包围的区域。焦点附近光斑直径随离焦量而变化,焦点位于试样表面之上时定义为负离焦。个人收集整理勿做商业用途试验材料为1Cr18Ni9Ti,板厚10mm。为了保证试样表面状态的均匀一致,试验前采用180#砂纸对试样表面仔细打磨,并用超声波清洗仪和***对试样进行彻底清洗。个人收集整理勿做商业用途试验时没有采用辅助气体,直接在空气中进行。固定焊接速度和焦点位置,改变激光功率在试样表面进行扫描焊接,然后采用读数显微镜测量焊接深度,并绘制出焊接深度与激光功率的对应关系曲线,即可得出相应条件下激光深熔焊接的临界功率,然后对光斑内的功率密度分布进行诊断和分析,以确定激光深熔焊接的临界功率密度。深圳市星鸿艺激光科技有限公司专业生产激光打标机,激光焊接机,深圳激光打标机,东莞激光打标机个人收集整理勿做商业用途试验结果与讨论图1所示为实验得到的不同离焦量时焊接深度与激光功率的关系曲线,其中焊接速度为6mm/s。离焦量为0时,/深熔焊接的临界功率为1500W,而离焦量为-4mm时的临界功率则为1900W,当离焦量为+3mm,深熔焊接的临界功率为1700W。个人收集整理勿做商业用途表1所示为不同离焦量时的光斑大小及深熔焊接临界功率密度分布的测试结果,可见不同离焦量时,实现深熔焊接时光斑内的功率密度分布存在较大的差异。对测试结果进一步分析我们不难发现:①不同离焦量时,随着光斑直径的增加,实现深熔焊接的平均功率密度减小。②在离焦量分别为+3mm和-4mm时,虽然光斑直径大致相同(),但实现深熔焊接的平均功率密度却不同。在离焦量为+3mm时,光斑边缘功率密度低,亦即功率密度分布集中,实现深熔焊接的平均功率密度低。③不同离焦量时,随着光斑直径的增加,实现深熔焊接时光斑内的最高功率密度也具有减小的趋势,但在本文实验条件下,相对于平均功率密度而言,最高功率密度之间的差异很小。因此本文作者认为应以光斑内的最高功率密度来描述激光深熔焊接的临界功率密度。个人收集整理勿做商业用途众所周知,激