不同芯徑激光器焊接應(yīng)用舉例分析

激光器芯徑的大小會影響光的傳輸損耗和能量密度分布，合理選擇芯徑十分重要，芯徑過大會導(dǎo)致激光傳輸中的模式失真和散射，影響光束質(zhì)量和聚焦精度，芯徑過小會導(dǎo)致單模光纖光功率密度對稱性變差，不利于高功率激光的傳輸。

一、小芯徑激光器優(yōu)勢及應(yīng)用（＜100um）

高反材料：鋁、銅、不銹鋼、鎳、鉬等；

（1）高反材料需要選擇小芯徑激光器，利用高功率密度激光束使材料快速被加熱至液化或汽化狀態(tài)，提高材料對激光吸收率，實現(xiàn)高效快速加工，選擇芯徑大的激光器這容易導(dǎo)致高反，導(dǎo)致虛焊，甚至燒損激光器；

裂紋敏感性材料：鎳、鍍鎳銅、鋁、不銹鋼、鈦合金等

（2）這種材料一般需要嚴(yán)格控制熱影響區(qū)，需要小熔池，選擇小芯徑激光器更合適；

高速激光加工：

（3）深熔焊需要高速激光加工，需要選擇高能量密度的激光器，才能在高速下保證線能量足夠熔化材料，尤其是疊焊，穿透焊，等對熔深要求較高的選擇小芯徑激光器更合適。

二、大芯徑激光器優(yōu)勢及應(yīng)用（＞100um）

大芯徑大光斑，熱量覆蓋面積大、作用面廣，且只是實現(xiàn)材料表面微熔，非常適合在激光熔覆、激光重熔、激光退火、激光硬化等方面展開應(yīng)用。在這些領(lǐng)域，大光斑意味著更高的生產(chǎn)效率、更低的缺陷（熱導(dǎo)焊幾乎沒有缺陷）。

在焊接上，大光斑主要用來做復(fù)合焊，用于與小芯徑激光復(fù)合：大光斑使得材料表面微熔，由固體轉(zhuǎn)化為液體，使得材料對激光的吸收率大幅提升，再用小芯徑打出匙孔，打出熔深，在這個過程中由于大光斑的預(yù)熱，后處理，以及給到熔池較大的溫度梯度，使得材料不易出現(xiàn)由于快熱快冷所導(dǎo)致的裂紋缺陷，還能使得焊縫外觀更為平滑，同時相較于單激光的方案實現(xiàn)更低的飛濺。