激光制造在国内外船舶制造中的应用

2.2 大功率激光束的传输与聚焦

船舶制造中常常需要完成大量长焊缝的焊接工作，因此要求激光束能够实现大范围传输。由于波长的原因，YAG激光可以采用光纤进行传输，CO2激光采用镜组进行传输，这就要求CO2激光束具有良好的传输特性，以保证激光束经过飞行光学导光系统到达加工位置后的光束的模式和能量分布的稳定性。图5所示为大功率CO2激光长距离传输时的传输和聚焦特性。

图5 大功率CO2激光束的传输聚焦特性

由图5可以看出，在不同的传输位置，光束横截面的能量分布发生变化，相应的聚焦光束特性也会发生改变。在加工范围内光束聚焦特性的变化直接影响到激光焊接过程的稳定性。图6所示为在不同传输位置焦点发生变化示意图以及采取的补偿措施。

        （a）传输位置发生改变时的焦点漂移现象

（b）改善焦点漂移现象的补偿措施

图6 在不同传输位置焦点发生变化示意图以及采取的补偿措施

所以，在激光焊接在船舶制造中的应用首先要保证激光束长距离传输的稳定性，这是获得理想加工质量的前提。