يمكن تحقيق اللحام بالليزر من خلال مولد الليزر المستمر أو النبضي. يمكن تقسيم مبدأ اللحام بالليزر إلى لحام توصيل الحرارة واللحام الانصهار العميق بالليزر. كثافة الطاقة أقل من 104 ~ 105 واط/سم 2 هي لحام توصيل الحرارة ، في هذا الوقت ، عمق الذوبان ، وسرعة اللحام بطيئة ؛ عندما تكون كثافة الطاقة أكبر من 105 ~ 107 واط/سم 2 ، يكون سطح المعدن مقعدًا في "فتحات المفاتيح" تحت تأثير الحرارة ، ويشكل لحام الانصهار العميق ، والذي يحتوي على خصائص سرعة اللحام السريعة ونسبة عرض العمق الكبيرة.
اليوم ، سوف نغطي أساسًا معرفة العوامل الرئيسية التي تؤثر على جودة اللحام بالاندماج العميق بالليزر
1. قوة الليزر
في لحام الانصهار العميق بالليزر ، تتحكم طاقة الليزر في عمق الاختراق وسرعة اللحام. يرتبط عمق اللحام بشكل مباشر بكثافة طاقة الحزمة وهو دالة لقوة شعاع الحادث والبقعة المحورية الشعاع. بشكل عام ، بالنسبة لحزمة ليزر قطر معينة ، يزداد عمق الاختراق مع زيادة طاقة الحزمة.
2. بقعة بؤرية
يعد حجم بقعة الشعاع أحد أهم المتغيرات في اللحام بالليزر لأنه يحدد كثافة الطاقة. لكن قياسه يمثل تحديًا لأشعة الليزر عالية الطاقة ، على الرغم من وجود العديد من تقنيات القياس غير المباشرة المتاحة.
يمكن حساب حجم بقعة الحد من الحيود لتركيز الشعاع وفقًا لنظرية الحيود ، ولكن حجم البقعة الفعلي أكبر من القيمة المحسوبة بسبب وجود انعكاس بؤري ضعيف. أبسط طريقة قياس هي طريقة ملف تعريف درجة حرارة ISO ، والتي تقيس قطر البقعة البؤرية والثقب بعد حرق الورق السميك واختراقها من خلال لوحة البولي بروبيلين. هذه الطريقة من خلال ممارسة القياس ، يتقن حجم الطاقة الليزر ووقت عمل الحزمة.
3. الغاز الواقي
غالبًا ما تستخدم عملية اللحام بالليزر غازات واقية (الهيليوم ، الأرجون ، النيتروجين) لحماية المسبح المنصهر ، ومنع قطعة العمل من الأكسدة في عملية اللحام. السبب الثاني لاستخدام الغاز الواقي هو حماية عدسة التركيز من التلوث بواسطة الأبخرة المعدنية والتخلي عن قطرات سائلة. لا سيما في اللحام بالليزر عالي الطاقة ، يصبح الإخراج قويًا للغاية ، فمن الضروري حماية العدسة. التأثير الثالث للغاز الواقي هو أنه فعال للغاية في تشتت حماية البلازما التي تنتجها اللحام بالليزر عالي الطاقة. يمتص البخار المعدني شعاع الليزر ويأين في سحابة البلازما. الغاز الواقي حول البخار المعدني مؤين أيضا بسبب الحرارة. إذا كان هناك الكثير من البلازما ، فإن شعاع الليزر يستهلكه البلازما بطريقة أو بأخرى. نظرًا لأن الطاقة الثانية ، توجد البلازما على سطح العمل ، مما يجعل عمق اللحام ضحلاً وسطح تجمع اللحام أوسع.
كيف تختار غاز التدريع المناسب؟
4. معدل الامتصاص
يعتمد امتصاص الليزر للمادة على بعض الخصائص المهمة للمادة ، مثل معدل الامتصاص ، والانعكاس ، والتوصيل الحراري ، ودرجة حرارة الانصهار ، ودرجة حرارة التبخر. من بين جميع العوامل ، الأهم هو معدل الامتصاص.
عاملان يؤثران على معدل امتصاص المادة إلى شعاع الليزر. الأول هو معامل المقاومة للمادة. لقد وجد أن معدل امتصاص المادة يتناسب مع الجذر التربيعي لمعامل المقاومة ، ويختلف معامل المقاومة مع درجة الحرارة. ثانياً ، فإن الحالة السطحية (أو النهاية) للمادة لها تأثير مهم على معدل امتصاص الحزمة ، والتي لها تأثير كبير على تأثير اللحام.
5. سرعة اللحام
سرعة اللحام لها تأثير كبير على عمق الاختراق. إن زيادة السرعة ستجعل عمق الاختراق ضحلاً ، لكن منخفضًا جدًا سيؤدي إلى ذوبان مفرط للمواد ولحام الشغل من خلال. لذلك ، هناك نطاق سرعة لحام مناسب لمادة معينة ذات طاقة ليزر معينة وسمك معين ، ويمكن الحصول على أقصى عمق اختراق في قيمة السرعة المقابلة.
6. الطول البؤري لعدسة التركيز
عادةً ما يتم تثبيت عدسة التركيز في رأس مسدس اللحام ، بشكل عام ، يتم تحديد طول البعد البؤري 63 ~ 254 ملم (قطر 2.5 "~ 10"). يتناسب التركيز على حجم البقعة مع الطول البؤري ، كلما كان الطول البؤري أقصر ، كلما كانت البقعة أصغر. ومع ذلك ، فإن طول الطول البؤري يؤثر أيضًا على عمق التركيز ، أي أن عمق التركيز يزيد بشكل متزامن مع الطول البؤري ، وبالتالي فإن الطول البؤري القصير يمكن أن يحسن كثافة الطاقة ، ولكن لأن عمق التركيز صغير ، والمسافة بين العدسة والشغل يجب الحفاظ عليها بدقة ، وعمق الاختراق ليس كبيرًا. نظرًا لتأثير البقاء ووضع الليزر أثناء اللحام ، يمكن تحديد أقصر العمق البؤري المستخدم في اللحام الفعلي في الغالب 126 مم (القطر 5 "). العدسة ذات الطول البؤري يبلغ 254 ملم (القطر 10") عندما يكون التماس كبيرًا أو يجب زيادة اللحام عن طريق زيادة حجم البقعة. في هذه الحالة ، يلزم وجود طاقة إخراج الليزر الأعلى (كثافة الطاقة) لتحقيق تأثير ثقب الاختراق العميق.
المزيد من الأسئلة حول سعر آلة اللحام بالليزر المحمولة والتكوين
وقت النشر: SEP-27-2022