隨著不銹鋼板深入到各種生產(chǎn)制造領(lǐng)域中，薄板不銹鋼板焊接加工也就成為生產(chǎn)制造中一個(gè)重要工序。

為了節(jié)約成本、提高生產(chǎn)效率，這些行業(yè)越來越廣泛的開始應(yīng)用激光焊接工藝，所選擇的激光器光源也由氣體激光器逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w激光器。

固體激光器中YAG激光器、光纖激光器和半導(dǎo)體激光器在焊接薄板不銹鋼中各有優(yōu)勢，具體特點(diǎn)如表1所示。

從表1中可以看出，與YAG激光器和光纖激光器相比，半導(dǎo)體激光器在光電轉(zhuǎn)換效率、焊接速度、焊縫強(qiáng)度、裝配間隙要求等方面均有一定優(yōu)勢。

焊縫的力學(xué)性能直接決定了產(chǎn)品的使用要求和使用壽命。那么，半導(dǎo)體激光和光纖激光的焊縫力學(xué)性能是什么樣的關(guān)系？

下面我們以焊接0.7mm不銹鋼為例進(jìn)行焊接試驗(yàn)，看看半導(dǎo)體激光焊接和光纖激光焊接的不同試驗(yàn)結(jié)果。

焊縫橫斷面如圖1所示，從圖1中可以看出光纖激光焊縫熔寬為1.203mm，而半導(dǎo)體激光焊縫熔寬較大，達(dá)到了1.581mm。

圖1 兩種激光焊接焊縫形貌

對兩種激光焊接試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，從圖2中可以看出光纖激光焊接試樣最大抗拉強(qiáng)度為10.8kN左右，半導(dǎo)體激光焊接試樣最大抗拉強(qiáng)度10.1kN左右，兩者最大抗拉強(qiáng)度相差較小。

圖2  兩種激光器焊接接頭抗拉強(qiáng)度

在相同聚焦光斑情況下進(jìn)行不同板厚裝配間隙焊接試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

通過以上表2數(shù)據(jù)，我們繪制出板厚與裝配間隙關(guān)系曲線，如圖3所示。

從圖中可以看出在不同板厚下半導(dǎo)體激光焊接裝配間隙均大于光纖激光焊接裝配間隙，隨著板厚的增加裝配間隙相差越大。

光纖激光焊接的裝配間隙可達(dá)板厚的3.3%~14.4%，而半導(dǎo)體激光焊接的裝配間隙可達(dá)板厚的14.2%~33%，半導(dǎo)體激光在裝配間隙方面優(yōu)勢明顯。

另外，在焊接速度方面，相較于 YAG激光焊接，半導(dǎo)體激光的焊接速度優(yōu)勢明顯。

圖4為半導(dǎo)激光焊接薄板不銹鋼試驗(yàn)焊接速度與板厚和熔寬的關(guān)系曲線，可以看出，焊接速度隨著板厚減小而快速增加。

半導(dǎo)體不銹鋼薄板焊接在某些領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢，待開發(fā)的市場也很大。

銳科激光研發(fā)的中高功率光纖輸出半導(dǎo)體激光器，其中500W~3000W的產(chǎn)品可應(yīng)用于金屬薄板熱傳導(dǎo)焊接。通過熱傳導(dǎo)焊接，激光沿著需要連接的軌跡將板材熔化，使兩塊薄板連接處熔化結(jié)合，冷卻后形成焊縫。

熱傳導(dǎo)焊類似于點(diǎn)焊，但是激光束在熔池形成后是移動的。比起傳統(tǒng)焊接，激光熱傳導(dǎo)焊接不僅可以減少材料變形，而且是一種更快的焊接方式。另外，它無需任何后續(xù)處理即可實(shí)現(xiàn)光滑、無孔的焊縫。 

應(yīng)用市場：不銹鋼焊接
 

應(yīng)用行業(yè)：建筑五金、五金工具、日用五金焊接