18、激光加工中焦点位置与入射角及铜微焊接的研究

激光加工中焦点位置与入射角及铜微焊接的研究

在激光加工领域，提升加工质量一直是研究的重点。本文将围绕两个方面展开，一是利用Yb - 光纤激光器对4毫米厚不锈钢板进行氧气辅助切割时，焦点位置和入射角对切割质量的影响；二是采用空间功率调制技术实现光纤激光器高效铜微焊接的研究。

1. 焦点位置与入射角对不锈钢切割质量的影响

为提高4毫米厚不锈钢板氧气辅助切割的质量，研究了两种不同方法。
- 焦点位置的影响
- 实验设置 ：保持喷嘴与工件的距离不变，将焦点位置从工件上表面移动到下表面。
- 结果分析 ：当焦点向下移动时，上表面切口变宽，使气体能更稳定地通过切口，减少了燃烧的不稳定性，确保了辅助气体能均匀地去除熔化物。这使得整个板材厚度方向上的切口更加均匀，同时也改善了切割表面的质量，因为减少了熔化物的无控制去除，从而在更大深度上形成了均匀的条纹图案。
- 激光入射角的研究
- 实验参数 ：针对三种不同的喷嘴，研究入射角对切割质量的影响。实验中，其他工艺参数保持不变，入射角在正负方向上从0°到5.4°以1.8°为间隔变化。具体工艺参数如下表所示：
| 喷嘴 | 功率 (W) | 切割速度 (mm/min) | 气体压力 (bar) | 喷嘴到工件距离 (mm) | 倾斜角度 (°) |
| — | — | — | — | — | — |
| 喷嘴1 | 1315 | 2500 | 4.0 | 1.0 | (-)5.4 到 (+)5.4 |