摆动光学放宽了装配间隙容差,这正是手持焊接可行的原因

经典激光焊接对装配间隙极不宽容。一束直径仅零点几毫米的聚焦光束,完全可能从一个尺寸相近的缝隙中穿过,两侧都不熔化。这正是早期工业激光焊接只能待在精密工装里的原因:该工艺要求的坡口精度,只有工装才能保证。

摆动改变了什么

摆动光学让焦点以高频率做小幅圆形、8 字形或直线运动,同时焊头沿接缝行进。有效焊缝宽度变成了摆动幅值而非光斑尺寸,这意味着原先只能桥接 0.1 mm 间隙的光束,现在能桥接接近 1 mm 的间隙。

代价是功率密度。同样的能量摊到更大面积上,峰值强度下降,因此在给定光源功率下熔深减小。实际上,摆动把小孔焊接转变为介于小孔与热导焊之间的过程,操作者以熔深换取容差。

为什么这让手持成为可能

手持焊头无法把位置控制在零点几毫米内,手工组对的接缝同样做不到。没有摆动,手持激光焊接的结果会是一连串漏焊和烧穿。有了摆动,该工艺就能容忍人手引入的波动。