环形激光束形成及高分子材料焊接性能的研究

• 作者: 刘祥宇 徐国建 李宏利 杭争翔 田希玉 麻明章
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 材料 光纤激光 环形激光束 高分子材料 圆锥透镜 搭接接头
• 年，卷（期）: 2015,（9）
• 所属期刊栏目: 材料
• 页码范围: 196-202
• 页数: 7页
• 分类号: TG456.7
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL201542.0906001

摘要

利用光纤激光研究了环形激光束的形成原理,并利用环形激光束实现了高分子材料的超高速焊接.试验结果表明,随着准直镜焦距的增加,环形激光束的外径不变,内径减小,环形激光束的光环宽度增加;随着第一枚圆锥透镜和第二枚圆锥透镜的间距L12增加,环形激光束的内径和外径同时增加,而环形激光束的光环宽度几乎不变;通过准直镜、第一枚圆锥透镜及第二枚圆锥透镜的同轴性调节,可获得能量密度分布均匀的环形激光束;利用外部直径为54 mm、内部直径为47 mm及宽度为3.5 mm的环形激光束,对厚度为(2+1) mm的高分子材料搭接接头实现了超高速焊接.当试验压力为100 N,激光输出功率为800 W,焊接时间为0.6 s时,高分子材料焊接接头拉伸剪切性能与母材相同,其拉伸剪切断口位于母材(TPV-弹性体)上.