激光焊接機(jī)的深熔焊通常使用光纖連續(xù)激光束來完成材料的連接。冶金物理過程與電子束焊接非常相似，也就是說，能量轉(zhuǎn)換機(jī)制是通過“鑰匙孔”結(jié)構(gòu)完成的。
 
當(dāng)足夠高的功率密度激光照射下，材料蒸發(fā)并形成小孔。這個(gè)充滿蒸汽的孔就像一個(gè)黑體，吸收了幾乎所有入射光束能量?？涨恢械钠胶鉁囟冗_(dá)到約2500°C。熱量從高溫腔的外壁傳遞，以熔化腔周圍的金屬。小孔中充滿了高溫蒸汽，該高溫蒸汽是在射線束照射下壁材連續(xù)蒸發(fā)所產(chǎn)生的。小孔的四個(gè)壁被熔融金屬包圍，液態(tài)金屬被固體材料包圍。在大多數(shù)常規(guī)焊接工藝和激光傳導(dǎo)焊接中，能量首先沉積在工件表面，然后傳輸?shù)焦ぜ砻??？妆谕獠康囊后w流動(dòng)和壁層的表面張力與空腔中連續(xù)產(chǎn)生的蒸汽壓力保持動(dòng)態(tài)平衡。光束連續(xù)進(jìn)入小孔，小孔外面的物料連續(xù)流動(dòng)。隨著光束的移動(dòng)，小孔始終處于穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)。換句話說，小孔和圍繞孔壁的熔融金屬以引導(dǎo)光束的前進(jìn)速度向前移動(dòng)，熔融金屬填充小孔留下的間隙并凝結(jié)，形成焊縫。以上所有過程的發(fā)生都非?？?，以至于焊接速度很容易達(dá)到每分鐘幾米。
 

 
激光深熔焊的主要工藝參數(shù)
 
1、光束焦點(diǎn)。束斑尺寸是激光焊接中最重要的變量之一，因?yàn)樗鼪Q定了功率密度。但是對(duì)于大功率激光器，盡管有許多間接測(cè)量技術(shù)，但其測(cè)量仍然是一個(gè)難題。
 
可以根據(jù)光衍射理論來計(jì)算光束聚焦衍射極限光斑尺寸，但是由于聚焦透鏡的像差，實(shí)際光斑尺寸大于計(jì)算值。最簡(jiǎn)單的實(shí)際測(cè)量方法是等溫輪廓法，該方法使用厚紙燒焦并穿透聚丙烯板以測(cè)量焦點(diǎn)和穿孔直徑。該方法應(yīng)通過測(cè)量來實(shí)踐，以掌握激光功率和光束作用時(shí)間。
 
2、激光功率。激光焊接中有一個(gè)激光能量密度閾值。低于該值，穿透深度非常淺。一旦達(dá)到或超過該值，穿透深度將大大增加。僅當(dāng)工件上的激光功率密度超過閾值時(shí)，才會(huì)生成等離子體，這標(biāo)志著穩(wěn)定的深熔焊的進(jìn)展。如果激光功率低于該閾值，則僅發(fā)生工件的表面熔化，即以穩(wěn)定的導(dǎo)熱率類型進(jìn)行焊接。當(dāng)激光功率密度接近于形成小孔的臨界條件時(shí)，深熔焊和傳導(dǎo)焊會(huì)交替變成不穩(wěn)定的焊接過程，從而導(dǎo)致熔深的大幅度波動(dòng)。在激光深熔焊中激光功率同時(shí)控制熔深和焊接速度。焊接熔深與光束功率密度直接相關(guān)，并且是入射光束功率和光束焦點(diǎn)的函數(shù)。一般而言，對(duì)于具有一定直徑的激光束，穿透深度隨著光束功率的增加而增加。
 
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