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激光焊焦点焦距调节:三步搞定高质量焊接

2026-01-20

激光焊接中,焦点和焦距的精准调节是决定焊接质量的关键。正确的焦点位置能让激光能量最集中地作用于工件,形成稳定熔池,获得理想的焊缝成型和焊接强度。掌握科学的调节方法,能显著提升焊接效率和质量稳定性。


一、先理解焦点和焦距的基本概念


焦点是指激光束经聚焦镜后形成的最小光斑区域,此处能量密度最高,是实现高效焊接的核心位置。焦距则是聚焦镜到工件表面的距离,通过调整这个距离可以改变焦点位置。

焦点位置分为三种状态:

零离焦:焦点在工件表面,熔深最大但易产生飞溅

正离焦:焦点在工件上方,熔深减小、焊缝变宽,适合薄板焊接

负离焦:焦点在工件下方,熔深介于两者之间,适合中厚板焊接


二、三步调节法:从粗调到精调


第一步:准备工作

在调节前,先检查设备状态:确保激光器、冷却系统、保护气体供应正常;清洁工件表面,去除油污和氧化层;佩戴专用激光防护眼镜,确保工作区域安全。

第二步:粗调定位

根据设备说明书和材料厚度,初步设定焦点位置。常见方法有:

红光指示法:开启红光指示功能,调整Z轴使光斑直径最小(通常0.2-0.4mm),此位置即为理论焦点

焦距深度规法:使用专用调焦尺辅助定位,使激光束聚焦在调焦尺上

第三步:精调验证

通过试焊法进行精细调整:

固定其他参数不变,仅改变焦点位置(每次调整0.2-0.5mm)

在废料上进行系列试焊,观察焊缝形貌

选择熔深适中、表面平整的焦点位置

验证焊缝质量,必要时进行微调


三、不同材料的调节要点


薄板材料(0.1-1mm):焦点通常置于工件表面或略偏下0.1-0.3mm,防止烧穿,保证密封性。

中厚板(1-5mm):焦点置于板厚的1/3-1/2处,兼顾熔深和表面成型。

厚板(5mm以上):采用多道焊接时需动态调整焦点,首道焊缝焦点较深,后续逐渐上移。

高反射材料(铜、铝等):焦点略高于表面0.2-0.5mm,减少反射损耗,提高能量吸收。


四、常见问题及解决方案


飞溅过多:焦点可能偏低0.5mm,或功率超限10%,可尝试正离焦+降低功率。

焊缝凹陷:焦点偏高1mm,或保护气体流量不足,需调整焦点位置并增加气体流量。

焦点漂移:长时间工作后需重新校准,可能是聚焦镜热变形导致,需检查冷却系统工作是否正常。


五、日常维护与记录


每日点检聚焦镜透光率,衰减>5%即需更换

每月校验Z轴导轨精度,重复定位误差应<0.02mm

建立工艺参数数据库,记录不同材料、厚度对应的最佳焦点位置


掌握激光焊焦点焦距的调节技巧,不仅能提升焊接质量,还能延长设备寿命。建议操作人员在掌握基本原理的基础上,通过大量实践积累经验,针对不同材料和工况建立自己的参数数据库,为企业生产带来更优质的焊接成果。


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