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光纤传输激光焊接机应用于铜焊接

通过高速视频评估显示，稳定的工艺可在不到1ms的时间内建立。对于连续波（cw）焊接操作而言，小型激光焊接机供应商，这个障碍必须在焊接开始时就予以克服。匙孔焊接工艺建立后，便会提供恒定的高吸收率。而对于脉冲操作则必须在每个脉冲开始时将其克服。

焊接所需的高功率密度可以通过使用单模光纤激光器获得。 与其他固体激光器相比，这类激光器具有优异的光束质量和聚焦性能。IPG公司能够提供高达10 kW功率的高功率单模激光器，以及功率超过10 kW的高亮度多模激光器，产品均具有坚固的、已被工业验证的设计。

近红外（NIR）激光器焊接铜的挑战

使用这些单模光纤激光器和低阶模高亮度激光器，可以达到高于108W/cm2的功率密度，甚至在几百瓦的功率下也能够实现可靠的耦合。与功率相当的普通多模激光器相比，这些激光器的强度高达五十倍（见表2）。IPG提供 YLR系列的单模光纤激光器，其功率从100W至1000 W不等，小型激光焊接机厂家，并配有19”的紧凑型机架；此外公司还提供功率高达10 kW的YLS系列光纤激光器。 这两个系列的整体效率都达到40％。

铜焊接工艺的另一个问题是低速焊接时的不稳定性。通常，小于5m/min的焊接速度会面临焊接不稳定的问题，例如飞溅、气孔和不规则焊缝表面。随着焊接速度的加快，这种不稳定性逐渐消失，焊接工艺趋向稳定。在5-15m/min的焊速范围，质量达到可接受的水平。焊速高于15m/min的话，产生的焊缝基本没有缺陷。这意味着***1佳的焊接参数介于传统的运动系统（例如机器人）所能达到的极限范围内。此外，焊缝深度随着焊接速度的增加而减小，而焊缝也变得非常窄。

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脉冲，连续或两者同时？

过去几年内，脉冲持续时间为几毫秒的长脉冲光纤激光器被推向市场。它们已经在广泛的应用中取代了传统的闪光灯泵浦Nd：YAG激光器。这类激光器包括平均功率为250W而峰值功率高达2.5kW的单模激光器。先前提到了铜的脉冲焊接问题，即，小型激光焊接机厂家价格，重要的是需要克服脉冲开始时吸收较弱的问题，以及随后由吸收率和热传导的突然变化所引起的能量输入控制，。过去，这是由适于每个功率水平和脉宽的特殊脉冲形状实现的。

通过使用单模激光器减小光斑尺寸，可以绕过吸收率问题，但同时，集中的能量输入一方面会导致产生小而弱的焊点，另一方面则会导致熔体过热。这个问题的解决方案和连续激光器所用的工艺一样简单，可以在准连续（QCW）激光器上使用相同的摆动技术。

高频光束运动使得激光光束在相对较短的脉冲时间内移动相对较长的距离。这意味着在一个脉冲期间我们实现了准连续焊接，例如，在600Hz摆动频率下的20ms长的脉冲实现由十二个旋转的光束组成的圆形焊点或短线焊。通过向线性焊缝逐个添加脉冲能够使铜焊接具有高焊接质量、低平均功率以及相应的低投资成本。各个脉冲之间的凝固和重熔不会产生诸如气孔、强烈的飞溅或不均匀的焊透深度等焊接缺陷。

激光焊接机能够***铜焊接应用中的所有已知问题

实验表明，光纤传输激光焊接机能够***铜焊接应用中的所有已知问题。高功率密度可实现匙孔的瞬时耦合和形成，毕节小型激光焊接机，即使在1070nm波长下也能够实现稳定性和高吸收率。通过高动态的光束摆动，焊接过程非常稳定，从而减少或避免气孔和飞溅现象，***终产生高质量的焊缝。为光束摆动设置的工艺参数能够使焊接几何形状得到可控设计，从而在深熔焊工艺中产生非常浅的焊缝。使用长脉冲准连续光纤激光器，甚至可以在单个脉冲内通过光束高速动态运动完成点焊。以这种方式，可以在非常低的平均功率下通过逐个增加脉冲来打造高质量的焊缝。