在高功率激光加工应用中,不同的加工形式对激光光束的聚焦性能要求不同,因而采取的聚焦方式也不一样。研究介绍了高功率激光加工中激光光束聚焦的几种常用方式,包括透镜聚焦、球面镜反射聚焦和离轴抛物面镜反射聚焦。系统地分析了这几种聚焦方式各自的优缺点及其应用领域,并且对这几种聚焦方式进行了模拟分析,形象、直观地反映出各种聚焦方式的聚焦效果。
激光技术 激光加工 透射聚焦 反射聚焦 laser technology laser process transmitted focusing reflected focusing
采用3kW横流CO2激光器对不同厚度的钢板进行焊接实验,研究了激光功率、焊接速度、离焦量以及侧吹气流量对焊接质量的影响,并对焊接样品进行显微硬度分析和力学性能测试。实验结果表明:通过选择合适的焊接参数,能得到较为理想的焊缝,且焊区的显微硬度和抗拉强度都较基体有所提高,同时通过一定的处理,焊区同样还具有较好的韧性。
激光加工 激光焊接 工艺实验 显微分析 力学性能 laser processing laser welding technics experiment micrograph mechanical performance
1 湖北师范学院计算机科学系,黄石,435002
2 武汉理工大学理学院,武汉,430070
论述了KW级高光束质量横流CO2激光焊接机的研制,该激光器具有独特的光腔选模技术和优化的聚焦系统以及其它专利技术.三折腔准基模输出4kW,功率不稳定度为±3%,光电转换效率大于14%,3KW焊接普碳钢或合金钢的穿透深度达6mm,深宽比达5:1.
高光束质量 CO2激光焊接机 选模
1 华中科技大学激光技术与工程研究院, 湖北 武汉 430074
2 武汉金石凯激光技术有限公司, 湖北 武汉 430074
介绍了一种高功率、高光束质量的五折腔CO2激光焊接机,主要分析了激光器的五折谐振腔、三工位光路转换器,反射聚焦的设计过程:五折谐振腔的设计,获得了2.5 kW稳定运行的低阶模激光束,发散角1.6 mrad,模式结构TEM00+TEM01,激光器功率不稳定度小于±3%;三工位光路转换器的使用,合理地利用了激光器连续工作的能力,提高了工作效率;为克服热透镜效应和球差的影响,采用金属抛物面镜反射聚焦;同时,对汽车变速箱用的20CrMnTi合金钢双联齿轮进行焊接,用金相显微镜拍照、观察,获得外观美观、深宽比大于3:1的焊缝,且焊接热影响区小,熔区致密、无缺陷,取得良好的焊接效果.
激光技术 激光焊接 五折皆振腔 三工位转换器 反射聚焦 抛物面镜
1 武汉理工大学,机电学院,武汉,430063
2 华中科技大学,激光技术与工程研究院,武汉,430074
采用高功率CO2激光器对汽车变速箱用双联齿轮进行焊接实验;分析了几个主要的工艺参数对焊接的影响;并对激光功率3kW、焊接速度1.5m/min、离焦量-0.5mm时的焊接产品进行了分析检验.结果得到外观饱满、美观、无焊珠和凹陷且深宽比大于2∶1的焊缝;焊接热影响过渡区很小,熔区很快过渡到基体,熔区组织致密、无缺陷,呈细板条马氏体,而且熔区显微硬度达到450HV,较基体有显著的提高;通过力学性能测试发现,热变形在允许的0.05mm范围内,在15kNm的作用下进行扭矩试验未发现开裂和变形超差现象.选择合理的焊接工艺参数,激光焊接变速箱双联齿轮可以得到理想的焊接效果.
激光焊接 双联齿轮 工艺参数 结果检验
华中科技大学激光技术与工程研究院, 武汉 430074
介绍了一种能合理利用激光器连续工作能力的三工位光路转换装置 ;分析了透射聚焦和反射聚焦的优缺点及其应用领域,其中反射聚焦中分析了球面镜反射聚焦和离轴抛物面反射聚焦两种形式;最后简要介绍了能量均匀分布的线形光斑和矩形光斑的整合方式。
激光加工 透射聚焦 反射聚焦 整合
1 华中科技大学激光技术与工程研究院,武汉,430074
2 武汉金石凯激光技术有限公司,430074
采用5kW三折腔横流CO2激光器对5mm、6mm厚的A3钢板进行焊接实验,主要研究了焊接功率、速度、离焦量以及侧吹气流量对焊接深度和焊缝宽度的影响,并对焊接样品进行金相分析和显微硬度分析.
激光焊接 厚钢板 工艺参数 Laser welding thick plate technics paramete
