一、光纤激光器简介

光纤激光焊接是激光焊接的紧张组成部门，重要用于焊接薄壁资料和焊 接。焊接进程属热传导型，即激光辐射加热工件外面，外面热量经由进程热传导向内 部分散，经由进程节制激光功率、焊接速率、离焦量及尺寸等焊接参数，使工件 融化，组成特定的熔池。由于其奇特的特色，已胜利地利用于大中型件焊接中。

1.1 光纤激光焊接道理

光纤激光器是指用搀杂光纤作为增益介质、该光纤自己又起到导波作用的激 光器，一样平常由增益介质、谐振腔、泵浦源三部门组成。泵浦光入射到含有增益介 质的谐振腔内，泵浦波长上的光子被搀杂光纤介质接收，组成激光能级的“粒子 数反转”，受激发射的光波经谐振腔镜的反应和振荡组成激光输入。

其焊接道理是利用持续激光来实现电、光、热能的转化，实现焊接。其详细事情步调是：稳压激光电源模块在微处置器节制下，为光纤激光器供给恒定 电流，经由进程高功率激光二级管输入牢固波长的持续激光，该激光束经由进程操纵光纤 准直聚焦在工件外面，在 PLC 或产业 PC 机的节制下，挪动数控事情台，从而完 成焊接。焊接时所要的脉冲激光的功率、事情台速率、挪动偏向均可用单片机、 PLC 或产业 PC 机来节制，经由进程对激光的功率的调理，实现对工件的分歧焊接效 果。

1.2 光纤激光器焊接特色

●具有高的深宽比，焊缝宽度小，热影响地域小，变形小，焊接速率快

●焊缝平坦、雅观，焊后无需处置或只要简略处置工序

●焊缝品质高，无气孔，可减少和优化母材杂质

●构造焊后可细化，焊缝强度、韧性至多相当于乃至跨越母材金属

●可准确节制，聚焦光点小，可高定位，易实现主动化

●可实现某些异种资料间的焊接

●可实现点焊、对接焊、叠密封焊等

1.3 实用资料及行业

可利用于金属的衔接、密封。 普遍利用于装备电子、手机通讯、电子元件、汽车、汽车配件及工艺礼

品等行业。

 二、ZXF1000 光纤半导体连续激光焊接机简介

    ZXF1000光纤半导体连续激光焊接机采纳联品光纤激光器，共同应用光纤传输，经光 纤输入聚焦后，对焊件结束多面或多点焊接，具有光束品质好，光斑平均细 小，装配挪动便利等长处。别的，由于激光器的热透镜效应带来的光束情势变 化惹起的聚焦光束的焦面浮动经由进程光纤传输后获得有用的克制，使焊接品质的 稳固性，焊缝品质显著获得进步。

光纤激光器具有高功率、抱负的光束品质、光纤传导和高电光转换效力等特 性，并且体积小、性高。

2.1 ZXF1000 光纤半导体连续激光焊接机体系组成

 ZXF1000光纤激光焊接体系由光纤激光器、光纤藕合体系、光纤导光体系、 冷却体系等组成。

光纤激光器采纳外洋入口激光器，输入 1070nm 波长的光束，光束品质优良。 容许持续和脉冲两种情势输入激光，持续方法输入激光值 1000W。

光纤导光体系尺度设置装备摆设为 1 路光纤。

ZXF1000光纤半导体连续激光焊接机节制模块高度主动化，用户只要关上钥匙开关，在 几秒钟内体系主动实现 CPU 及内存自检、节制体系自检、焊接参数挪用等一 系列举措，具有很高的事情效力。

ZXF1000 采纳先辈的激光节制体系，半导体泵浦不停保持在低电流状况下工 作，老化后主动切换到其余模块，包管历久输入稳固的激光功率。 

2.2 机能参数 

激光波长

1070nm

激光输入功率

1000W

光纤输入数目

单支光纤

激光频率

持续

光纤长度

5m

光纤可曲折半径

200mm

件耗电功率

2kW

输入功率稳固性

±2%

尺寸（W*D*H）

448 * 580 * 132mm

分量

40Kg

事情温度规模

10-50℃

激光水冷温度规模

21-25℃

冷却方法

水冷

冷却水流量

3.5L/min

冷水机尺寸（W*D*H）

520*680*1230mm

冷水机电力请求

380V/50Hz

激光器对准定位

红光唆使

2.3 事情情况请求 

1、情况温度请求在 10-40℃之间。

2、温度低于 35℃，湿度请求小于 90%。

3、供电颠簸：±5%，地线相国内请求。电压振幅 5%以上的地域， 应加装电子式主动稳压、稳流装配。

4、装配装备邻近应无激烈电磁旌旗灯号滋扰。装配地四周有无线电发射站

（或中继站）。

5、地基振幅：小于 50um；振动加速率：小于 0.05g。有大批冲压等机 床装备在邻近。

6、装备空间请求要包管无烟，金属抛光研磨等粉尘严重的事情环 境。

7、气压：86-106kpa。

8、某些情况应装静电地板，增强屏障等

三、光纤激光机和脉冲半导体连续激光焊接机比较

.1 光纤激光器和脉冲焊接器焊接金属的道理差别

 脉冲激光焊接为热传导焊接 激光辐射加热工件外面，一部门激光被反射，一部门被资料接收，光能得以

转化为热能，资料外面层的热以热传导的方法继承向资料深处通报，经由进程节制激 光脉冲的宽度、能量、峰值功率和反复频率等参数，使工件融化，组成特定的熔 池，末了将两焊件熔接在一起。

光纤激光器焊接为激光深熔焊 当功率密度比拟大的激光束照耀到资料外面时，资料接收光能转化为热能，

资料被加热融化至汽化，发生大批的金属蒸汽，在蒸汽加入外面时发生的 力下，使融化的金属液体向四周排斥，组成凹坑，跟着激光的继承照耀，凹坑穿 入更深，当激光结束照耀后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝结后将两焊件焊接在

—起。

这两种焊接机理依据现实的资料性子和焊接要来抉择，经由进程调理激光的各 焊接工艺参数获得分歧的焊接机理。这两种方法根本的差别在于：前者熔池表 面坚持关闭，而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对体系的扰动较小，由于 激光束的辐射没有穿透被焊资料，以是，在传导焊进程当中焊缝不易被气体侵入； 而深熔焊时，小孔的赓续关闭能招致气孔。传导焊和深熔焊方法也可以或许在统一焊 接进程当中互相转换，由传导方法向小孔方法的改变取决于施加于工件的峰值激光 能量密度和激光脉冲持续光阴。激光脉冲能量密度的光阴依赖机可以或许使激光焊接 在激光与资料互相作用时代由一种焊接方法向另一种方法改变，即在互相作用过

程中焊缝可以或许先在传导方 式下组成，然后再改变成 小孔                                                                                        方法。

左图为热传导焊接与 激光深熔焊模仿及焊缝描写。

3.2 相对脉冲激光器的

1、增益介质的外面积/体积比大 光纤激光器采纳光纤做增益介质，具有很大的外面积/体积比，这使其具有

好的散热机能，是以，纵然高功率的光纤激光器，增益介质也不会遭到 热侵害，一样平常无需对增益介质采用分外的散热步伐，而其余品种的激光器，增益 介质的散热问题是要重点斟酌的，是以，该特色是光纤激光器所的

2、优良的双波导限定机制 高功率光纤激光器采纳双包层有源光纤，这类双包层光纤是一种双波导结

构，高功率的多模泵浦光被限定在直径较大的内包层中传输，为采纳高功率便宜 的多模泵浦光供给了前提，旌旗灯号激光在直径很小的具有圆对称波导布局的纤芯中 发生和传输，在小芯径纤芯波导的限定下，旌旗灯号激光可获得抱负的光束品质和 小的出光光斑直径，这是全光纤激光器吸引力的紧张特色，双包层光纤具有 低阈值、力、窄线宽、可调谐等。在高功率激光器中，今朝尚未一种 激光器可以或许出。优良的光束品质和小的出光光斑直径在激光利用中具有

紧张的意义，可以使后续利用装备的光学体系更简略，体积更小，事情间隔更长， 激光聚焦光斑更小，事情效力更高，加工深度更深，加工品质更好等等。

3、固有的全关闭柔性光路 全光纤激光器的光路全体由光纤和光纤元件组成，光纤和光纤元件之间采纳

光纤熔接技巧衔接，全体光路关闭在光纤波导中。这类自然的全关闭性光路 一旦组成，无需另加断步伐便可自成体系，实现与外界情况的断。由于光纤 渺小并具有很好的柔性，光路可环绕和沿渺小的管道穿行，是以，全光纤激光器 可以或许在比拟顽劣的情况下事情，输入光可穿过狭小的裂缝或沿渺小的管道结束远

间隔传输。

4、光路具有免保护特征 假如光纤和光纤元件自己能有历久稳固性，全体光路将历久稳固，无需保护。

要分外指出的是，这类免保护的特征并不是弗成保护和培修，在要的情况下， 全体光路的保护和培修异样可以或许结束，是以，与气体和固体等激光器要频仍的

保护和培修比拟，全光纤激光器光路的免保护特征优良，而与半导体激光器的弗成培修性比拟，全光纤激光器的可保护性和可培修性又表现出显著的。 5、寿命长 采纳单芯结半导体泵浦激光器作为光纤激光器的泵浦源，全光纤激光器将具有长寿命的特色，是以，持续 光纤激光器的应用寿命都曾经跨越十万小

 6、体积小分量轻 光纤激光器由于光路可环绕，光路占用空间较小，在采纳单芯结半导体泵浦

激光器做泵浦源的情况下，泵浦激光器可疏散装配，具有很好的散热特征，在安 装密度不高的情况下，采纳风冷便可，在装配密度较高的情况下，只要大批通水 便可满足散热请求，是以，全光纤激光器的体积比异样输入功率的气体和固体激 光器体系更小，分量更轻

7、输入功率大

光纤激光器输入功率在冲破 100W 今后，输入功率程度飞速增加，只用了 5 年阁下的光阴，到达的输入功率程度曾经跨越了 YAG 固体激光器和 CO2 气体激 光器用三十多年到达的输入功率程度，今朝光纤激光器的实验室程度曾经跨越 10 万瓦，5 万瓦的光纤曾经商品化，可以或许预感，光纤激光器将成为历久持续输 出功率的激光器。

8、节水节电节本钱低落 光纤激光器具有优良的热机能，电光效力较高，节水节电，紧张的是可