手持激光焊接机的工艺优化与参数调整技术

工艺优化技术

1. 焊接路径规划：根据工件的形状和焊接要求，精心规划焊接路径至关重要。对于简单的直线焊缝，确保焊接头匀速直线移动即可。但对于复杂形状的工件，如曲线焊缝或多段焊缝连接的情况，需要预先设计好焊接路径，以保证焊缝的连续性和均匀性。例如，在焊接具有不规则轮廓的金属工艺品时，通过计算机辅助设计（CAD）软件规划出精确的焊接路径，然后利用手持激光焊接机的编程功能输入路径信息，实现自动化焊接，不仅提高了焊接效率，还能保证焊缝的美观度。

2. 多层多道焊接工艺：当焊接较厚的工件时，采用多层多道焊接工艺可以有效控制焊接热输入，减少焊接变形，并提高焊缝的综合性能。在进行多层多道焊接时，每一层焊接完成后，需要清理焊缝表面的熔渣和飞溅物，然后根据前一层的焊接情况调整下一层的焊接参数。例如，第一层焊接时，为保证熔深，可适当提高激光功率和降低焊接速度；而在后续层焊接时，为控制热影响区和焊缝成型，可适当降低功率并提高焊接速度。同时，要注意层与层之间的搭接宽度，一般为焊缝宽度的 1/3 - 1/2，以确保层间的良好结合。

3. 预热与后热处理：对于一些对焊接热敏感的材料，如高碳钢、合金钢等，预热和后热处理是必不可少的工艺环节。预热可以降低焊接接头的冷却速度，减少淬硬倾向，防止产生裂纹。预热温度根据材料的种类和厚度而定，一般在 100 - 300℃之间。例如，在焊接厚度为 10mm 的 45 号钢时，预热温度可控制在 200℃左右。后热处理则是在焊接完成后，对焊缝及其附近区域进行加热保温，以消除焊接残余应力，改善焊缝的组织性能。后热温度通常在 200 - 350℃之间，保温时间根据工件大小和厚度确定，一般为 0.5 - 2 小时。

参数调整技术

1. 激光功率调整：激光功率是影响焊接质量的关键参数之一。不同的材料和厚度需要不同的激光功率。一般来说，材料越厚，所需的激光功率越高。例如，焊接 1mm 厚的铝合金薄板，激光功率可能只需 300 - 500W；而焊接 5mm 厚的不锈钢板，则需要 1500 - 2000W 的激光功率。在实际操作中，还需要根据焊接过程中的熔池状态、焊缝成型等情况实时调整激光功率。如果熔池过小、焊缝宽度不足，可适当提高激光功率；若出现烧穿现象，则需降低激光功率。

2. 焊接速度调整：焊接速度与激光功率相互配合，共同影响焊接质量。焊接速度过快，可能导致焊缝熔深不足、未焊透等问题；焊接速度过慢，则会使热输入过大，引起焊接变形和组织性能恶化。在焊接过程中，应根据材料厚度、激光功率以及焊缝成型要求合理调整焊接速度。例如，在焊接 2mm 厚的低碳钢板时，若激光功率为 1000W，焊接速度可控制在 40 - 60cm/min。同时，要注意焊接速度的稳定性，避免忽快忽慢，以保证焊缝质量的一致性。

3. 脉冲频率与脉宽调整：对于脉冲激光焊接，脉冲频率和脉宽的调整对焊接效果有着重要影响。脉冲频率决定了单位时间内的激光脉冲次数，脉宽则决定了每个激光脉冲的持续时间。在焊接薄板材料或对热输入敏感的材料时，可采用较高的脉冲频率和较窄的脉宽，这样既能保证足够的能量输入使材料熔化，又能减少总的热输入，防止板材变形。例如，在焊接 0.8mm 厚的钛合金薄板时，脉冲频率可设置为 150 - 200Hz，脉宽为 3 - 5ms。而在焊接厚板或需要较大熔深的情况下，可适当降低脉冲频率并增加脉宽，以提高单个脉冲的能量，获得更大的熔深。