這些焊機以5到10毫秒的脈沖發射激光束,該激光束熔化沉積的基礎工件金屬和填充焊絲,然后在下一個脈沖之前重新固化焊接熔池。與連續TIG和其他焊接操作相比,它具有較高的峰值功率,但輸入到母材中的熱量很少。實際上,據說大多數工件在焊接后立即冷卻。
脈沖激光焊接具有三個優點:
1.脈沖激光焊接縮短了整體維修時間。
在TIG焊接大型模具組件之前,必須緩慢加熱。焊接后,冷卻也必須逐漸進行。這對于防止母材開裂是必要的。但是, 加熱和冷卻可能要花費數小時,從而延遲了完成維修所需的手動彎曲或CNC加工工作。由于熱量輸入少,因此在脈沖激光焊接設備中不需要控制工件的加熱和冷卻。另外,當在焊接過程中保持模具安裝時,不必切斷壓力機的電源(這對于大型模具是很常見的)。那是因為脈沖激光焊接機不需要像TIG焊接那樣將地線連接到模具上。激光焊接工藝還可提供精確的焊接細節和區域,而不會意外碰到相鄰的特征或表面。激光焊接可以使用直徑為0.003英寸的細焊絲完成,從而減少了之后的加工時間。
2.脈沖激光焊接醉大程度地降低了工件的硬度降低。
與脈沖激光焊接相比,TIG焊接可產生更深的熱影響區(HAZ)。熱影響區是熔化的金屬和其下方未受影響的賤金屬之間的部分,會發生不利的冶金變化,使晶粒組織生長并使金屬軟化。對于TIG焊接,熱影響區可以深達0.15英寸,而脈沖激光焊接的典型范圍是0.008至0.012英寸。TIG焊接的熱影響區越大,意味著該區域內金屬硬度的降低程度越大。對于TIG焊接,與使用脈沖激光焊接的2到4點相比,熱影響區中的材料被軟化15到22 HRc點。當對模制部件造成損害時,會縮短其使用壽命。結果,對于通過TIG焊接修復的模塊,可能需要隨后的熱處理操作。
3.脈沖激光焊接可提供更多可重復的結果。
脈沖激光焊接使用戶可以在精確的位置開始和停止操作,同時沉積更一致的焊縫高度。脈沖激光焊接機(例如通常用于模具修復的Alpha Laser的移動式Alflak和ALM裝置)具有帶十字準線的顯微鏡,使操作員能夠精確定位激光束。此外,對于每個作業,僅需調整四個參數-電壓,頻率,脈沖時間和光斑尺寸(激光束直徑)。
這些單元可以手動,半自動或完全CNC模式操作,盡管完全CNC模式通常用于生產工作,而不是模具維修。在半自動模式下,操作員可以在激光操作期間鎖定任何或所有軸,以設定速度旋轉,直線焊接或輕松跟隨復雜的角度。脈沖激光焊接機也可以焊接小至0.004英寸的點,而微型TIG裝置為0.04英寸。