Лазерното заваряване може да се осъществи чрез непрекъснат или импулсен лазерен генератор. Принципът на лазерното заваряване може да бъде разделен на заваряване с топлопроводимост и лазерно заваряване с дълбоко топене. Плътност на мощността по-малка от 104 ~ 105 W/cm2 е заваряване с топлопроводимост, по това време дълбочината на топене и скоростта на заваряване са бавни; Когато плътността на мощността е по-голяма от 105~107 W/cm2, металната повърхност е вдлъбната в "ключови дупки" под действието на топлина, образувайки дълбоко заваряване чрез топене, което има характеристиките на бърза скорост на заваряване и голямо съотношение дълбочина-ширина.
Днес ще обхванем основно знанията за основните фактори, които влияят върху качеството на лазерното заваряване с дълбок стоп
1. Лазерна мощност
При лазерно заваряване чрез дълбоко топене мощността на лазера контролира както дълбочината на проникване, така и скоростта на заваряване. Дълбочината на заваръчния шев е пряко свързана с плътността на мощността на лъча и е функция на мощността на падащия лъч и фокусното петно на лъча. Най-общо казано, за лазерен лъч с определен диаметър, дълбочината на проникване се увеличава с увеличаване на мощността на лъча.
2. Фокусно петно
Размерът на петното на лъча е една от най-важните променливи при лазерното заваряване, тъй като определя плътността на мощността. Но измерването му е предизвикателство за лазерите с висока мощност, въпреки че има много налични техники за косвено измерване.
Граничният размер на дифракционното петно на фокуса на лъча може да се изчисли съгласно теорията на дифракцията, но действителният размер на петното е по-голям от изчислената стойност поради наличието на лошо фокално отражение. Най-простият метод за измерване е методът на изотемпературния профил, който измерва диаметъра на фокусното петно и перфорацията, след като дебелата хартия е изгорена и е проникнала през полипропиленовата плоча. Този метод чрез практиката на измерване овладява размера на лазерната мощност и времето на действие на лъча.
3. Защитен газ
Процесът на лазерно заваряване често използва защитни газове (хелий, аргон, азот) за защита на разтопения басейн, предотвратявайки детайла от окисляване в процеса на заваряване. Втората причина за използването на защитен газ е да се предпази фокусиращата леща от замърсяване от метални пари и разпръскване от течни капчици. Особено при лазерно заваряване с висока мощност, изхвърлянето става много мощно, необходимо е да се защити лещата. Третият ефект на защитния газ е, че той е много ефективен при диспергирането на плазменото екраниране, произведено от лазерно заваряване с висока мощност. Металните пари абсорбират лазерния лъч и се йонизират в плазмен облак. Защитният газ около металните пари също се йонизира поради топлина. Ако има твърде много плазма, лазерният лъч по някакъв начин се поглъща от плазмата. Като втора енергия плазмата съществува на работната повърхност, което прави дълбочината на заварката по-плитка и повърхността на заваръчната вана по-широка.
Как да изберем подходящ защитен газ?
4. Скорост на усвояване
Лазерната абсорбция на материала зависи от някои важни свойства на материала, като скорост на абсорбция, отразяваща способност, топлопроводимост, температура на топене и температура на изпарение. Сред всички фактори най-важен е степента на усвояване.
Два фактора влияят върху степента на абсорбция на материала от лазерния лъч. Първият е коефициентът на съпротивление на материала. Установено е, че степента на абсорбция на материала е пропорционална на корен квадратен от коефициента на съпротивление, а коефициентът на съпротивление варира в зависимост от температурата. Второ, състоянието на повърхността (или покритието) на материала има важно влияние върху степента на абсорбция на лъча, което има значителен ефект върху ефекта на заваряване.
5. Скорост на заваряване
Скоростта на заваряване оказва голямо влияние върху дълбочината на проникване. Увеличаването на скоростта ще направи дълбочината на проникване по-плитка, но твърде ниската ще доведе до прекомерно топене на материали и заваряване на детайла. Следователно има подходящ диапазон на скоростта на заваряване за конкретен материал с определена мощност на лазера и определена дебелина и максималната дълбочина на проникване може да бъде получена при съответната стойност на скоростта.
6. Фокусно разстояние на фокусната леща
Фокусираща леща обикновено се монтира в главата на заваръчния пистолет, обикновено се избира фокусно разстояние 63~254 mm (диаметър 2,5 "~10"). Размерът на точката за фокусиране е пропорционален на фокусното разстояние, колкото по-късо е фокусното разстояние, толкова по-малко е петното. Въпреки това, дължината на фокусното разстояние също влияе върху дълбочината на фокуса, тоест дълбочината на фокуса се увеличава синхронно с фокусното разстояние, така че късото фокусно разстояние може да подобри плътността на мощността, но тъй като дълбочината на фокуса е малка, разстоянието между лещата и детайла трябва да се поддържа точно и дълбочината на проникване не е голяма. Поради влиянието на пръските и лазерния режим по време на заваряване, най-късата фокусна дълбочина, използвана при действителното заваряване, е най-вече 126 mm (диаметър 5 "). Може да се избере леща с фокусно разстояние 254 mm (диаметър 10"), когато шевът е голям или заваръчният шев трябва да се увеличи чрез увеличаване на размера на петното. В този случай е необходима по-висока лазерна изходна мощност (плътност на мощността), за да се постигне ефектът на дълбоко проникване.
Повече въпроси относно цена и конфигурация на ръчна машина за лазерно заваряване
Време на публикуване: 27 септември 2022 г