金屬激(ji)光(guang)焊(han)接(jie)機功率(lv)與光(guang)束聚焦特征的關系

金屬激光焊接機有兩種焊接方式：熱傳導焊接和深熔焊接，當(dang)激光(guang)功率密度低(di)于10⁶W/cm²時， 激光焊接屬于熱傳導焊接的范疇；當激光功率密度達到10⁶W/cm²時，才能形成深熔焊接，在金屬工件上產生小孔效應。今天我們就以深熔焊接為例，了解金屬激光焊接機的激光光束聚焦特征如何影響激光功率。

金屬激光焊接機對材料進行深熔焊接時，存在一個臨界閾值功率密度，而功率密度與激光器輸出功率成正比，與有效光斑直徑的平方成反比。由光束聚焦特征參數的定義式可以得到：ω=K_f/θ=2K_ff/D。公式中，ω代表聚焦后光束的束腰半徑；f為聚焦鏡的焦距；D為聚焦鏡處光束直徑。由公式可知，當K_f越小時，聚焦斑點也越小，金屬激光焊接機要達到臨界閾值功率密度，K_f小的激光束的閾值功率明顯要小于K_f大的激光束。

如果金屬激光焊接機想要獲得同樣高的激光功率密度，K_f越大的激光束就要求激光器的輸出功率越高。K_f越大的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)束就要求(qiu)激(ji)光(guang)器的(de)(de)(de)輸出功(gong)(gong)(gong)率越高。而大功(gong)(gong)(gong)率激(ji)光(guang)束會引(yin)(yin)起一(yi)系列的(de)(de)(de)熱效應，如大功(gong)(gong)(gong)率激(ji)光(guang)光(guang)束傳(chuan)輸一(yi)般采用銅反射(she)(she)鏡(jing)(jing)，由于激(ji)光(guang)功(gong)(gong)(gong)率比較(jiao)高，照射(she)(she)到銅反射(she)(she)鏡(jing)(jing)表面會引(yin)(yin)起銅鏡(jing)(jing)表面產生(sheng)熱變形。除(chu)此之外，大功(gong)(gong)(gong)率激(ji)光(guang)束在介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)中傳(chuan)播時，介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)將(jiang)吸(xi)收一(yi)部分(fen)激(ji)光(guang)能量(liang)，從而引(yin)(yin)起介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)溫(wen)度、折射(she)(she)率、形狀或者是(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)布(bu)發生(sheng)變化，反過(guo)來影響(xiang)金屬激(ji)光(guang)焊接(jie)機(ji)激(ji)光(guang)光(guang)束的(de)(de)(de)傳(chuan)輸和聚焦。