真空条件下的超薄金属箔激光远程自动焊接工艺

高 志

（唐山学院，河北 唐山 063020）

0 前言

提高能源及资源的利用率逐渐成为全球产业开发及制造的一项基本要求，因此，节省材料、降低厚度成为一种重要手段[1]。研究人员尝试采用100μm厚的金属箔代替几毫米厚的金属板，如医疗用注射器、传感器膜片等。适于薄金属箔微焊连接的工艺主要包括激光焊接工艺和电子束焊接工艺。相比电子束焊接工艺，激光焊接的灵活度较高，且无需采用X射线，更加安全。因此，关于薄箔激光焊接技术的研究成为热点，但是研究重点主要集中于常压和减压条件对焊接工艺的影响，关于真空条件下薄箔激光焊接工艺的研究仍少有报到。为此，对真空条件下304不锈钢钢箔激光远程焊接过程参数、焊缝截面形状以及等离子体参数等问题进行了研究。

1 实验装置

激光微焊技术利用高亮激光源可以保证焊缝宽度和箔片厚度具有合理的比值。本实验采用的400W德国通快TRUMPF单模光纤激光焊接机如图1所示。该焊机参数：光纤直径11 μm；PFO 20的二维扫描单元的最大扫描速度为1 m/s，成像比例为1∶1.5，焦点直径16.5 μm；光纤与PFO 20连接在一起；PFO 20固定在真空室上方的玻璃板上。

在铝基板上的焊缝坡口处放置了三个螺线管。薄金属箔片通过可旋转的铁磁压力垫固定在铝基板上，由电磁力提供夹紧力。直流电由电源适配器进入螺线管。激光传递给真空室的过程中，玻璃吸收和反射了部分能量，造成了功率损失。玻璃窗口材料为厚度为10 mm的硼硅玻璃，该材料经过化学表面硬化，但没有涂层处理。……