淺析激光搖擺焊頭實現(xiàn)焊縫焊接工藝技術提升的特點
金屬激光焊接是工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工程序，其需求會越來越多，而傳統(tǒng)的焊接由于存在技術的局限性，所以近年來， 激光焊接技術的進步使激光焊接設備在工業(yè)應用上得到大幅度的提高，如何讓激光焊接技術與金屬焊接相結合是焊接界的新 挑戰(zhàn)。
那么，如果你是一直對焊接工藝有所研究的話，那么一定會碰到焊縫對焊接的影響，像過去激光焊接通常也是一種固定的光 斑大小的焊接，而不能實時根據(jù)焊縫大小進行變化，近期IPG推出一款Wobbler搖擺焊接頭。這款焊接頭結合了激光光束擺 動與焊縫追蹤技術，當焊縫位置發(fā)生變化時，能夠調整焊接頭的橫向位置，并且在高反材料上也能提供優(yōu)越的焊接品質。標 準焊接頭被設計成將準直的激光束聚焦到所需的光斑尺寸，并在光束傳輸過程中保持光束路徑呈靜態(tài)，在焦平面上呈現(xiàn)一個 靜態(tài)光斑。
這種標準配置導致每種設置僅限于面向特定的應用。相比之下，搖擺焊接頭在標準焊接頭內整合了掃描振鏡技術，通過用內 部反射鏡來移動光束，焦斑不再是靜態(tài)的，并且可以通過改變各種圖案的形狀、振幅和頻率來動態(tài)地調節(jié)，根據(jù)光斑尺寸、 擺動直徑和線性焊接速度提供最佳結果的頻率設置。并且，這種焊接技術與標準的同軸噴嘴和輔助氣體裝置兼容，這能夠抑 制焊接時產(chǎn)生的金屬蒸氣，并有助于抑制等離子現(xiàn)象，控制熔渣飛濺產(chǎn)生。
當使用較小的激光光斑時，這種擺動焊接方法的益處更加明顯。在使用近紅外（NIR）波長時，較小的光斑實現(xiàn)了巨大的功 率密度，克服了諸如銅、鋁等材料的高反射率，從而形成具有寬加工窗口的穩(wěn)定狀態(tài)，并且在使用最佳擺動參數(shù)時，避免了 氣孔和裂紋的產(chǎn)生。這為紅外光纖激光在電動汽車和電池制造領域開辟了新應用。
此外，不同的金屬材料制造商經(jīng)常需要焊接各種不同零件，這需要焊接設備具備一定的靈活性來滿足每個零件的特殊要求。 改變擺動直徑可以改變焊接寬度和熔深，而不需要改變任何的光學配置或光斑大小。對于恒定的能量輸入，隨著擺動幅度的 增加，焊縫形狀從傳統(tǒng)的釘子頭形狀變?yōu)榫匦?。這種允許定制化控制的焊接橫截面可用于高功率電池組的電池連接器焊接中 ，能產(chǎn)生較大的焊接接觸面積，從而減少焊接接頭中的電阻，并提供良好的機械連接性能。
而在以重迭方式焊接異質材料時（如銅和鋁），可以通過控制熔深來控制材料的稀釋率。通過下層金屬薄片的淺熔化，熔融 材料的量可以減少到最小，并且可以控制稀釋以減少金屬間化合物的產(chǎn)生，并且無須使用填充材料。
那么，如果你是一直對焊接工藝有所研究的話，那么一定會碰到焊縫對焊接的影響，像過去激光焊接通常也是一種固定的光 斑大小的焊接，而不能實時根據(jù)焊縫大小進行變化，近期IPG推出一款Wobbler搖擺焊接頭。這款焊接頭結合了激光光束擺 動與焊縫追蹤技術，當焊縫位置發(fā)生變化時，能夠調整焊接頭的橫向位置，并且在高反材料上也能提供優(yōu)越的焊接品質。標 準焊接頭被設計成將準直的激光束聚焦到所需的光斑尺寸，并在光束傳輸過程中保持光束路徑呈靜態(tài)，在焦平面上呈現(xiàn)一個 靜態(tài)光斑。
這種標準配置導致每種設置僅限于面向特定的應用。相比之下，搖擺焊接頭在標準焊接頭內整合了掃描振鏡技術，通過用內 部反射鏡來移動光束，焦斑不再是靜態(tài)的，并且可以通過改變各種圖案的形狀、振幅和頻率來動態(tài)地調節(jié)，根據(jù)光斑尺寸、 擺動直徑和線性焊接速度提供最佳結果的頻率設置。并且，這種焊接技術與標準的同軸噴嘴和輔助氣體裝置兼容，這能夠抑 制焊接時產(chǎn)生的金屬蒸氣，并有助于抑制等離子現(xiàn)象，控制熔渣飛濺產(chǎn)生。
當使用較小的激光光斑時，這種擺動焊接方法的益處更加明顯。在使用近紅外（NIR）波長時，較小的光斑實現(xiàn)了巨大的功 率密度，克服了諸如銅、鋁等材料的高反射率，從而形成具有寬加工窗口的穩(wěn)定狀態(tài)，并且在使用最佳擺動參數(shù)時，避免了 氣孔和裂紋的產(chǎn)生。這為紅外光纖激光在電動汽車和電池制造領域開辟了新應用。
此外，不同的金屬材料制造商經(jīng)常需要焊接各種不同零件，這需要焊接設備具備一定的靈活性來滿足每個零件的特殊要求。 改變擺動直徑可以改變焊接寬度和熔深，而不需要改變任何的光學配置或光斑大小。對于恒定的能量輸入，隨著擺動幅度的 增加，焊縫形狀從傳統(tǒng)的釘子頭形狀變?yōu)榫匦?。這種允許定制化控制的焊接橫截面可用于高功率電池組的電池連接器焊接中 ，能產(chǎn)生較大的焊接接觸面積，從而減少焊接接頭中的電阻，并提供良好的機械連接性能。
而在以重迭方式焊接異質材料時（如銅和鋁），可以通過控制熔深來控制材料的稀釋率。通過下層金屬薄片的淺熔化，熔融 材料的量可以減少到最小，并且可以控制稀釋以減少金屬間化合物的產(chǎn)生，并且無須使用填充材料。
一般傳統(tǒng)的激光焊接需要高精度的夾具，但在很多情況下，所焊零件并未真正夾到理想位置。光束擺動技術可以大大降低對 這些待焊料件的裝夾要求，搖擺焊接可接受的焊縫間隙和偏移是一般激光焊接要求的2～3倍。
擺動激光焊接技術在新華鵬激光設備公司得到良好的應用，并根據(jù)自己多年積累的激光應用技術經(jīng)驗，正研發(fā)自己的擺焊接 頭的系統(tǒng)，進一步優(yōu)化了擺動激光焊接在工業(yè)實際應用中的性能，讓其更貼近用戶的需求與使用習慣。
