手持式激光焊机是一种利用高能量激光束熔化金属材料实现焊接的便携设备。其核心原理是通过光纤传输激光能量,配合保护气体和控制系统,实现高效、精准的金属连接。
想使用好手持式激光焊接机先要了解清楚它的工作原因,以下是其详细工作原理:
1.激光产生与传输(1)激光器(光源)光纤激光器(主流):采用掺镱(Yb)光纤作为增益介质,电光转换效率高(30%~50%),输出波长1064nm(近红外),适合金属焊接。
半导体激光器(部分低功率机型):体积小,但光束质量较差,多用于薄板焊接。
(2)光束传输激光通过柔性光纤传输至焊枪头,光纤芯径通常为50~200μm,确保能量高效传递。
焊枪内部配备准直镜+聚焦镜,将激光束聚焦成0.1~0.5mm的细小光斑,能量密度可达10^6~10^7W/cm²(足以瞬间熔化金属)。
2.焊接过程(1)金属熔化激光束照射到工件表面,金属吸收光能并迅速升温至熔点(如不锈钢约1400℃),形成熔池。
深熔焊效应(KeyholeWelding):高能量密度使金属汽化,产生蒸汽压力,形成深而窄的“钥匙孔”焊缝,熔深可达0.5~5mm。
(2)保护气体作用氩气/氮气从焊枪喷嘴喷出,覆盖熔池,防止高温金属与空气反应(氧化、氮化)。
气体流量通常为5~20L/min,过大易干扰熔池,过小则保护不足。
(3)送丝系统(可选)部分机型配备自动送丝机构,将焊丝(如304不锈钢丝)送入熔池,填补焊缝或增强强度。
3.控制系统功率调节:根据材料厚度(如0.5mm薄板用500W,3mm板用1500W)调整激光输出。
摆动焊接(高端机型):通过振镜控制光斑做“∞”或“O”形摆动,加宽焊缝(可达6mm),降低装配精度要求。
人机交互:触摸屏设置参数(功率、频率、脉宽),部分机型支持AI参数推荐。
4.手持式设计特点轻量化:整机重量50kg(风冷机型可低至18kg),便于携带。
安全防护:
红光指示:标记焊接路径,避免误操作。
防反射设计:避免高反材料(如铝、铜)反射激光伤人或损坏设备。
5.与传统焊接对比特性
手持激光焊
氩弧焊(TIG)
电弧焊(MIG)
热输入
极低(变形小)
高(易变形)
较高(变形明显)
焊接速度
快(3~10m/min)
慢(0.5~2m/min)
中等(1~5m/min)
适用材料
不锈钢、铝、铜等
不锈钢、钛合金
碳钢、不锈钢
操作难度
较低(自动化辅助)
高(需熟练技工)
中等
总结手持式激光焊机通过高能激光熔化金属+保护气体防氧化实现焊接,兼具高效、精密、易操作等优势,尤其适合薄板、精密部件及高反材料加工。未来随着智能化(如AI调参)和轻量化技术发展,其应用范围将进一步扩大。