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激光焊接熔深不够的后果(焊接熔深不够原因)

激光焊接熔深不够的后果

工品易达2022-10-10焊机信息14

激光焊接机几个常见故障及处理方法

激光焊接机常见故障及处理方法？

激光焊接机在使用过程中，或多或少会出现一些故障。当然，为了使激光焊接机更好地工作，减少故障次数，提高工作效率，那就必须要了解激光焊接机的工作原理才行。下面，壹晨机械设备有限公司的技术人员将向您介绍激光焊接机的常见故障及处理方法。

先来看下各自的焊接方式

故障一、激光焊接机焊接时焊缝很黑

保护气的气流方向不正确，保护气的气流方向应与工件的方向相反。

　故障二、激光焊接机焊接时出现裂纹

1、工件的冷却速度过快，冷却水的温度应在夹具上进行调整，提高水的温度。

2、工件配合间隙过大或有毛刺时，应提高工件的加工精度。

3、工件还没有清洗。在这种情况下，工件需要再次清洗。

4、保护气体的流量过大，可以通过减小保护气体的流量来解决。

　故障三，激光焊接机焊接渗透不够

1、缺乏激光能量可以改善脉冲宽度和电流。

2、对焦镜头不是正确的量，应该调整对焦的量以接近对焦位置。

　故障4：激光焊接机焊接时火苗减弱

1、快门没有完全排斥，并检查润滑快门连接件上，使得连接器能顺利机械。

2、主光路激光偏差，主光路全反射和半反射光线调整，像纸检查，圆点调整。

3、冷却水污染或长期不更换冷却水，更换冷却水和清洗紫外线玻璃管和氙灯都可以解决。

4、激光不会从聚焦头下的铜喷嘴中心输出，调整45°反射光线，使激光器从喷管中心输出。

5、聚焦透镜或激光谐振器膜损坏或污染，应及时更换或清洁。

壹晨手持激光焊接机

激光焊机故障及处理方法

激光焊机故障及处理方法：

一、激光焊接机焊接的熔深不够

1）激光能量不够，可提高脉宽，提高电流来解决。

2）聚焦镜离焦量不对，应调整离焦量至靠近焦点位置（但不能有飞溅物产生）。

二、激光焊接机焊接时出现裂纹

1）保护气的流量过大，可减小保护气的流量来解决。

2）工件的冷却速度过快，应调整夹具上的冷却水的温度，提高水温。

3）工件没清洗干净，遇到这种情况需要重新清洗工件。

4）工件间的配合间隙过大或有毛刺，应该提高工件的加工精度。

三、激光焊接机焊接时火苗减弱

1）冷却水污染或长期没更换冷却水，更换冷却水并清洗滤紫外玻璃管和氙灯就可解决。

2）聚焦镜片或激光器的谐振腔膜片出现损坏或污染情况，应该及时进行更换或者清洗。

3）主光路激光偏移，调整主光路全反和半反膜片，采用像纸检查并调圆光斑。

4）激光没有从聚焦头下面的铜气嘴的中心输出，调整45度反射膜片，使激光从气嘴的中心输出。

5）光闸没有完全弹开，检查并在光闸连接件上加润滑油，使连接件机械上能顺畅。

四、激光焊接机焊接时焊缝很黑

1）保护气的气流方向错误，应使保护气的气流方向和工件的运动方向相反。

2）氮气没开，只要打开氮气就可解决。

通过以上的内容，很清楚的了解到激光焊接机在运行过程中应该注意的问题以及出现故障后该如何进行处理。好的设备当然也需要相应的维护，这样才能保证稳定运行，保证工作效率，进而给企业带来效益。当然，小编所列举的这些问题并非都会在使用过程中出现，但防患于未然也是好的，具体问题也需要具体解决。

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熔深的影响

激光焊接体能量及其对焊缝熔深的影响

激光焊接，特别是激光深熔焊接是一个非常复杂的物理化学过程，涉及到激光—材料—等离子体之间的相互作用。但是在激光焊接过程中影响并决定焊缝熔深等焊缝成型状况的是激光功率、焊接速度、离焦量及焦点尺寸等焊接规范参数，其中离焦量（在激光焊接中，一般用离焦量来表征激光光斑及焦点尺寸）是焊缝熔深的重要影响因素之一。

在电弧焊中，人们常采用焊接线能量或热输入(二者的单位均为J·m-1)来描述和评价焊接过程中电弧电压、焊接电流和焊接速度等焊接规范参数对焊缝熔深的影响，但是这两个参数都没有考虑电弧作用面积对焊缝熔深的影响。

如果用电弧焊中的焊接线能量或热输入来综合评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响，则不能反映离焦量及焦点尺寸对焊缝熔深的影响。若考虑离焦量的影响，用热输入来评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响，则容易和电弧焊中的热输入在物理意义上混淆。

目前，在激光焊接的研究中，还没有一个参数能够综合体现焊接规范参数对焊接过程的影响。为了综合评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响以及区别电弧焊中的热输入，本文定义了焊接体能量，并研究了Nd:YAG激光深熔焊接过程中焊接体能量对焊缝熔深的影响。

1. 焊接体能量的定义

为了能够综合评价激光功率、焊接速度、激光辐照面积（离焦量）以及焦点尺寸等焊接规范参数对焊缝熔深的影响，引入焊接体能量的概念，并将焊接体能量qV的定义为：

（1）

式中：Q——激光功率；

V——焊接速度。

S——为辐照在小孔内的激光束光斑面积，实验用的Nd:YAG激光器经焦距为200mm的透镜输出的激光光斑面积与离焦量关系的拟合关系式为[1]：

式中：?z——离焦量；

R0——激光束焦点半径。

因此，焊接体能量又可以表示为：

从焊接体能量的定义中可以看出，焊接体能量的物理意义为单位时间内的激光功率密度或单位面积内的焊接线能量，其单位为J·m-3，不同于电弧焊中焊接线能量和热输入的物理意义和单位J·m-1。

从焊接体能量的定义可以看出，焊接体能量可由激光功率、焊接速度、及离焦量及激光束焦点半径计算得出。图1为焊接体能量随激光功率、焊接速度和离焦量等焊接规范参数的变化。从焊接体能量的定义及图1中可以看出，焊接体能量与激光功率成正比关系，与焊接速度成反比关系，与焦点尺寸成平方关系，而与离焦量成指数关系。焊接体能量的变化能够体现激光功率、焊接速度、离焦量等焊接规范参数的变化。

2. 焊接体能量对焊缝熔深的影响

2.1 试验条件

实验用的激光器为额定功率为2kW的Nd:YAG固体激光器，输出波长为1.06μm的连续波激光，激光束由内径为0.6mm的光纤传输，经焦距为200mm的透镜聚焦输出激光束焦点半径为0.3mm，工件为250×100×1.8mm的Q235钢板，同轴保护气为Ar气。

(a)激光功率(b)焊接速度

(c)离焦量

图1焊接体能量随焊接规范参数的变化

本文的主要目的在于研究焊接体能量对焊缝熔深的影响，因此为了减少接头形式及其尺寸等因素的影响，实验采用Nd:YAG激光平板堆焊，深熔焊接模式，并且只测量工件未焊透时的焊缝熔深。

通过激光功率、焊接速度、离焦量的离散变化实现了焊接体能量的变化。实验过程中的焊接规范参数变化如表1所示。

2.2 焊接体能量对焊缝熔深的影响

在焊接体能量的定义（1）式和（3）式中，焊接速度表征了激光束对小孔辐照时间的长短，而Q/S或则表明了辐照在孔内的激光功率密度的大小。因此，辐照在小孔孔内的焊接体能量从激光辐照时间和功率密度两方面影响、决定着小孔深度和焊缝熔深。由于孔底液态金属层的厚度很小[1-3]，其对焊缝熔深的影响很小，因而在激光深熔焊接研究中，人们通常将焊缝熔深视作小孔深度来处理。

表1焊接规范参数的变化

图2为在激光功率、焊接速度及离焦量变化时焊缝熔深随焊接体能量的变化。

(a)激光功率(b)焊接速度

(c)离焦量

图2焊接规范参数变化时焊接体能量对焊缝熔深的影响

焊接体能量与激光功率呈正比，激光功率密度随着激光功率增大而增大，焊接体能量也随之增大。因而在单位时间内将有更多的激光束能量辐照到小孔底部，激光束对孔底的辐照加热作用增强，孔底蒸发的材料越多，焊缝熔深也就越深。如图2a所示。

焊接体能量与焊接速度呈反比关系，随着焊接速度的加快，激光束对小孔的辐照时间越短，辐照在小孔内的焊接体能量就越小，则孔底蒸发的材料就越少，焊缝熔深就越浅。如图2b所示。

焊接体能量与离焦量呈指数关系，且在理论上关于?z=0mm对称（在实际焊接过程中，由于激光束焦点位置的漂移，使焊接体能量并不关于?z=0mm对称，而是向入焦方向偏移了一定距离，本文中试验中激光束焦点位置的偏移为入焦1mm）。在离焦量变化过程中，随着激光束焦点到工件上表面距离的减小，辐照在小孔内的激光光斑就越小，激光功率密度就越大，焊接体能量也就越大，

对孔底材料的轰击也就越强，孔底蒸发的材料也就越多，焊缝熔深也就越深。如图2c所示。

从上面的分析及图2中可知，焊缝熔深随焊接体能量的变化而近似呈线性变化。焊接体能量越大，则单位时间、单位面积内工件材料接受的激光束辐照的能量越多，蒸发的材料也就越多，从而小孔深度和焊缝熔深也就越深。

从焊接体能量的定义及图1、图2中可以看出，焊接体能量综合了激光功率、焊接速度及离焦量等焊接规范参数对焊缝熔深的影响。

此外，从焊接体能量的定义（3）式中还可以看出，焊接体能量与激光束焦点半径成平方关系，能够体现激光束焦点大小对焊缝熔深的影响。激光束焦点尺寸越小，焊接体能量就越大，也就可以获得更深的焊缝熔深。或者说，在一定的焊接体能量下，获得一定深度的焊缝熔深，如果所用激光束焦点越小，则所需要的激光功率也就越小。因此，可采用强聚焦的方法减小激光束焦点尺寸，从而达到增加熔深或减小激光器输出功率的目的，这一点已被国外有关研究成果所证明[4]。

3. 结论

（1）定义激光焊接体能量，其由激光功率、焊接速度及离焦量计算得到。

（2）焊接体能量与激光功率呈正比、焊接速度呈反比、离焦量呈指数关系，激光束焦点尺寸越小，焊接体能量越大。

（3）焊缝熔深随着焊接体能量的增大而近似呈线性增大。焊接体能量能够综合体现焊接规范参数对焊缝熔深的影响。

影响激光焊接焊缝熔深的主要因素有哪些

激光焊缝漏水有很多因素导致，一般的处理方式是：焊接的部件之间不平整，自身的缝隙就较大，这种情况需要重新对部件进行打磨加工。焊接时激光能量过小或者过大所致，太小了焊接不牢，太大了直接烧穿了或者导致部件变形，这时就要调整到正确的能量，用样品多实验几次。焊接焦距不对，激光的焦点是通过聚焦镜片将扩束后的平行光经过聚焦后，形成的锥形的最细的部位为激光的焦点位置，正离焦和负离焦用最通俗的说法是：正离焦是焦点在模具补焊面的上方，负离焦就是焦点在模具修补面的下方，对于不同的修补环境，用户选用不同的离焦方式。在实际应用中，当要求熔深较大时，采用负离焦；焊接薄材料时，宜用正离焦。通常焦距和能量是导致焊缝的主要原因，一定要注意调整。对于补救已经漏水的产品，晓得焊缝可以切换角度补焊，缝隙太大就需要添加材料在进行补焊了

激光焊接机熔深不够，出现裂纹，焊缝发黑怎么办

1，焊缝发黑，应该是材料表面有油污杂质或金属件内部杂质，建议用专业清洗剂清洗；

2，熔深不够，需要增加焊机的峰值和脉宽时间，提高总能量。

3，焊点裂纹，可能是因为材质差异造成

激光焊机故障及处理方法是什么？