一、光纖激光器簡介

光纖激光焊接是激光焊接的緊張組成部門，重要用于焊接薄壁資料和焊 接。焊接進程屬熱傳導型，即激光輻射加熱工件外面，外面熱量經由進程熱傳導向內 部分散，經由進程節(jié)制激光功率、焊接速率、離焦量及尺寸等焊接參數(shù)，使工件 融化，組成特定的熔池。由于其奇特的特色，已勝利地利用于大中型件焊接中。

1.1 光纖激光焊接道理

光纖激光器是指用攙雜光纖作為增益介質、該光纖自己又起到導波作用的激 光器，一樣平常由增益介質、諧振腔、泵浦源三部門組成。泵浦光入射到含有增益介 質的諧振腔內，泵浦波長上的光子被攙雜光纖介質接收，組成激光能級的“粒子 數(shù)反轉”，受激發(fā)射的光波經諧振腔鏡的反應和振蕩組成激光輸入。

其焊接道理是利用持續(xù)激光來實現(xiàn)電、光、熱能的轉化，實現(xiàn)焊接。其詳細事情步調是：穩(wěn)壓激光電源模塊在微處置器節(jié)制下，為光纖激光器供給恒定 電流，經由進程高功率激光二級管輸入牢固波長的持續(xù)激光，該激光束經由進程操縱光纖 準直聚焦在工件外面，在 PLC 或產業(yè) PC 機的節(jié)制下，挪動數(shù)控事情臺，從而完 成焊接。焊接時所要的脈沖激光的功率、事情臺速率、挪動偏向均可用單片機、 PLC 或產業(yè) PC 機來節(jié)制，經由進程對激光的功率的調理，實現(xiàn)對工件的分歧焊接效 果。

1.2 光纖激光器焊接特色

●具有高的深寬比，焊縫寬度小，熱影響地域小，變形小，焊接速率快

●焊縫平坦、雅觀，焊后無需處置或只要簡略處置工序

●焊縫品質高，無氣孔，可減少和優(yōu)化母材雜質

●構造焊后可細化，焊縫強度、韌性至多相當于乃至跨越母材金屬

●可準確節(jié)制，聚焦光點小，可高定位，易實現(xiàn)主動化

●可實現(xiàn)某些異種資料間的焊接

●可實現(xiàn)點焊、對接焊、疊密封焊等

1.3 實用資料及行業(yè)

可利用于金屬的銜接、密封。 普遍利用于裝備電子、手機通訊、電子元件、汽車、汽車配件及工藝禮

品等行業(yè)。

 二、ZXF1000 光纖半導體連續(xù)激光焊接機簡介

    ZXF1000光纖半導體連續(xù)激光焊接機采納聯(lián)品光纖激光器，共同應用光纖傳輸，經光 纖輸入聚焦后，對焊件結束多面或多點焊接，具有光束品質好，光斑平均細 小，裝配挪動便利等長處。別的，由于激光器的熱透鏡效應帶來的光束情勢變 化惹起的聚焦光束的焦面浮動經由進程光纖傳輸后獲得有用的克制，使焊接品質的 穩(wěn)固性，焊縫品質顯著獲得進步。

光纖激光器具有高功率、抱負的光束品質、光纖傳導和高電光轉換效力等特 性，并且體積小、性高。

2.1 ZXF1000 光纖半導體連續(xù)激光焊接機體系組成

 ZXF1000光纖激光焊接體系由光纖激光器、光纖藕合體系、光纖導光體系、 冷卻體系等組成。

光纖激光器采納外洋入口激光器，輸入 1070nm 波長的光束，光束品質優(yōu)良。 容許持續(xù)和脈沖兩種情勢輸入激光，持續(xù)方法輸入激光值 1000W。

光纖導光體系尺度設置裝備擺設為 1 路光纖。

ZXF1000光纖半導體連續(xù)激光焊接機節(jié)制模塊高度主動化，用戶只要關上鑰匙開關，在 幾秒鐘內體系主動實現(xiàn) CPU 及內存自檢、節(jié)制體系自檢、焊接參數(shù)挪用等一 系列舉措，具有很高的事情效力。

ZXF1000 采納先輩的激光節(jié)制體系，半導體泵浦不停保持在低電流狀況下工 作，老化后主動切換到其余模塊，包管歷久輸入穩(wěn)固的激光功率。 

2.2 機能參數(shù) 

激光波長

1070nm

激光輸入功率

1000W

光纖輸入數(shù)目

單支光纖

激光頻率

持續(xù)

光纖長度

5m

光纖可曲折半徑

200mm

件耗電功率

2kW

輸入功率穩(wěn)固性

±2%

尺寸（W*D*H）

448 * 580 * 132mm

分量

40Kg

事情溫度規(guī)模

10-50℃

激光水冷溫度規(guī)模

21-25℃

冷卻方法

水冷

冷卻水流量

3.5L/min

冷水機尺寸（W*D*H）

520*680*1230mm

冷水機電力請求

380V/50Hz

激光器對準定位

紅光唆使

2.3 事情情況請求 

1、情況溫度請求在 10-40℃之間。

2、溫度低于 35℃，濕度請求小于 90%。

3、供電顛簸：±5%，地線相國內請求。電壓振幅 5%以上的地域， 應加裝電子式主動穩(wěn)壓、穩(wěn)流裝配。

4、裝配裝備鄰近應無激烈電磁旌旗燈號滋擾。裝配地四周有無線電發(fā)射站

（或中繼站）。

5、地基振幅：小于 50um；振動加速率：小于 0.05g。有大批沖壓等機 床裝備在鄰近。

6、裝備空間請求要包管無煙，金屬拋光研磨等粉塵嚴重的事情環(huán) 境。

7、氣壓：86-106kpa。

8、某些情況應裝靜電地板，增強屏障等

三、光纖激光機和脈沖半導體連續(xù)激光焊接機比較

.1 光纖激光器和脈沖焊接器焊接金屬的道理差別

 脈沖激光焊接為熱傳導焊接 激光輻射加熱工件外面，一部門激光被反射，一部門被資料接收，光能得以

轉化為熱能，資料外面層的熱以熱傳導的方法繼承向資料深處通報，經由進程節(jié)制激 光脈沖的寬度、能量、峰值功率和反復頻率等參數(shù)，使工件融化，組成特定的熔 池，末了將兩焊件熔接在一起。

光纖激光器焊接為激光深熔焊 當功率密度比擬大的激光束照耀到資料外面時，資料接收光能轉化為熱能，

資料被加熱融化至汽化，發(fā)生大批的金屬蒸汽，在蒸汽加入外面時發(fā)生的 力下，使融化的金屬液體向四周排斥，組成凹坑，跟著激光的繼承照耀，凹坑穿 入更深，當激光結束照耀后，凹坑周邊的熔液回流，冷卻凝結后將兩焊件焊接在

—起。

這兩種焊接機理依據(jù)現(xiàn)實的資料性子和焊接要來抉擇，經由進程調理激光的各 焊接工藝參數(shù)獲得分歧的焊接機理。這兩種方法根本的差別在于：前者熔池表 面堅持關閉，而后者熔池則被激光束穿透成孔。傳導焊對體系的擾動較小，由于 激光束的輻射沒有穿透被焊資料，以是，在傳導焊進程當中焊縫不易被氣體侵入； 而深熔焊時，小孔的賡續(xù)關閉能招致氣孔。傳導焊和深熔焊方法也可以或許在統(tǒng)一焊 接進程當中互相轉換，由傳導方法向小孔方法的改變取決于施加于工件的峰值激光 能量密度和激光脈沖持續(xù)光陰。激光脈沖能量密度的光陰依賴機可以或許使激光焊接 在激光與資料互相作用時代由一種焊接方法向另一種方法改變，即在互相作用過

程中焊縫可以或許先在傳導方 式下組成，然后再改變成 小孔                                                                                        方法。

左圖為熱傳導焊接與 激光深熔焊模仿及焊縫描寫。

3.2 相對脈沖激光器的

1、增益介質的外面積/體積比大 光纖激光器采納光纖做增益介質，具有很大的外面積/體積比，這使其具有

好的散熱機能，是以，縱然高功率的光纖激光器，增益介質也不會遭到 熱侵害，一樣平常無需對增益介質采用分外的散熱步伐，而其余品種的激光器，增益 介質的散熱問題是要重點斟酌的，是以，該特色是光纖激光器所的

2、優(yōu)良的雙波導限定機制 高功率光纖激光器采納雙包層有源光纖，這類雙包層光纖是一種雙波導結

構，高功率的多模泵浦光被限定在直徑較大的內包層中傳輸，為采納高功率便宜 的多模泵浦光供給了前提，旌旗燈號激光在直徑很小的具有圓對稱波導布局的纖芯中 發(fā)生和傳輸，在小芯徑纖芯波導的限定下，旌旗燈號激光可獲得抱負的光束品質和 小的出光光斑直徑，這是全光纖激光器吸引力的緊張?zhí)厣p包層光纖具有 低閾值、力、窄線寬、可調諧等。在高功率激光器中，今朝尚未一種 激光器可以或許出。優(yōu)良的光束品質和小的出光光斑直徑在激光利用中具有

緊張的意義，可以使后續(xù)利用裝備的光學體系更簡略，體積更小，事情間隔更長， 激光聚焦光斑更小，事情效力更高，加工深度更深，加工品質更好等等。

3、固有的全關閉柔性光路 全光纖激光器的光路全體由光纖和光纖元件組成，光纖和光纖元件之間采納

光纖熔接技巧銜接，全體光路關閉在光纖波導中。這類自然的全關閉性光路 一旦組成，無需另加斷步伐便可自成體系，實現(xiàn)與外界情況的斷。由于光纖 渺小并具有很好的柔性，光路可環(huán)繞和沿渺小的管道穿行，是以，全光纖激光器 可以或許在比擬頑劣的情況下事情，輸入光可穿過狹小的裂縫或沿渺小的管道結束遠

間隔傳輸。

4、光路具有免保護特征 假如光纖和光纖元件自己能有歷久穩(wěn)固性，全體光路將歷久穩(wěn)固，無需保護。

要分外指出的是，這類免保護的特征并不是弗成保護和培修，在要的情況下， 全體光路的保護和培修異樣可以或許結束，是以，與氣體和固體等激光器要頻仍的

保護和培修比擬，全光纖激光器光路的免保護特征優(yōu)良，而與半導體激光器的弗成培修性比擬，全光纖激光器的可保護性和可培修性又表現(xiàn)出顯著的。 5、壽命長 采納單芯結半導體泵浦激光器作為光纖激光器的泵浦源，全光纖激光器將具有長壽命的特色，是以，持續(xù) 光纖激光器的應用壽命都曾經跨越十萬小

 6、體積小分量輕 光纖激光器由于光路可環(huán)繞，光路占用空間較小，在采納單芯結半導體泵浦

激光器做泵浦源的情況下，泵浦激光器可疏散裝配，具有很好的散熱特征，在安 裝密度不高的情況下，采納風冷便可，在裝配密度較高的情況下，只要大批通水 便可滿足散熱請求，是以，全光纖激光器的體積比異樣輸入功率的氣體和固體激 光器體系更小，分量更輕

7、輸入功率大

光纖激光器輸入功率在沖破 100W 今后，輸入功率程度飛速增加，只用了 5 年閣下的光陰，到達的輸入功率程度曾經跨越了 YAG 固體激光器和 CO2 氣體激 光器用三十多年到達的輸入功率程度，今朝光纖激光器的實驗室程度曾經跨越 10 萬瓦，5 萬瓦的光纖曾經商品化，可以或許預感，光纖激光器將成為歷久持續(xù)輸 出功率的激光器。

8、節(jié)水節(jié)電節(jié)本錢低落 光纖激光器具有優(yōu)良的熱機能，電光效力較高，節(jié)水節(jié)電，緊張的是可