光纤激光器具有光束质量好、电光转换效率高、使用寿命长，免维护、易实现柔性加工等特点，已经被广泛应用于焊接、切割、打标、熔覆等领域。

在焊接时能够达到焊接效率高、焊缝深宽比大、焊接变形小等焊接特点，可以被应用于汽车生产、航空航天、船舶制造等行业。

焊缝熔深和熔宽是光纤激光焊接效果的重要指标。

那么，焊接头的光学配置会对焊缝熔深和熔宽产生多大影响？

这次，我们用锐科1KW单模连续光纤激光器产品做实验，测试不同配置焊接头对焊接能力的影响。

选用的3款焊接头主要配置如下表所示。

焊接头不同配置参数

在满功率状态下，以不同焊接速度在6mm不锈钢表面进行焊接试验。焊后试样进行金相制作，使用低倍放大镜观察、记录焊缝熔深和熔宽，焊后结果如下表所示。

焊接头1焊后效果

焊接头2焊后效果

焊接头3焊后效果

根据以上焊后效果表的数据，我们绘制了焊接速度与熔深和熔宽曲线，如下图所示。

从图中可以看出，焊缝的熔深和熔宽均随着焊接速度的增加而减小，焊缝熔深下降趋势明显，焊缝熔宽变化范围较小，这主要是由于光纤激光焊接时聚焦光斑小、能量集中，熔池存在“小孔”现象并快速冷却形成焊缝。

因此激光焊接得到熔深较大熔宽较小的焊缝。

根据上表中各焊接头参数，焊接头1聚焦光斑直径为0.15mm，焊接头2聚焦光斑直径为0.2mm，焊接头3聚焦光斑直径为0.2mm。

聚焦光斑越小能量越集中焊接深度越大，而焊接熔深还与焊接头焦深有关，焦距越大对应的焦深也越大。因而从上图中可以看出，焊接头1焊缝熔深小于焊接头2，焊接头2的焊缝熔深也小于焊接头3。同时光纤激光焊接会产生飞溅现象，焦距较大更容易保护焊接头光学镜片。

因此，通过本次试验，我们推荐在使用1kW光纤激光焊接时，选用焦距为250mm的焊接头更有利于焊接工作的长期使用。

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