Lasersko zavarivanje se može realizovati kontinualnim ili impulsnim laserskim generatorom. Princip laserskog zavarivanja može se podijeliti na zavarivanje provodljivošću topline i lasersko zavarivanje dubokom fuzijom. Gustina snage manja od 104~105 W/cm2 je zavarivanje provodljivošću topline, u ovom trenutku, dubina topljenja, a brzina zavarivanja je mala; Kada je gustina snage veća od 105~107 W/cm2, metalna površina se pod dejstvom toplote konkavna u "ključaonice" formirajući duboko fuziono zavarivanje, koje ima karakteristike velike brzine zavarivanja i velikog odnosa dubine i širine.
Danas ćemo uglavnom pokriti poznavanje glavnih faktora koji utiču na kvalitet laserskog zavarivanja dubinskom fuzijom
1. Laserska snaga
Kod laserskog zavarivanja dubokom fuzijom, snaga lasera kontroliše i dubinu penetracije i brzinu zavarivanja. Dubina zavara je direktno povezana sa gustinom snage snopa i funkcija je snage upadnog snopa i žarišne tačke snopa. Uopšteno govoreći, za laserski snop određenog prečnika, dubina prodiranja raste sa povećanjem snage snopa.
2. Fokalna tačka
Veličina tačke snopa je jedna od najvažnijih varijabli u laserskom zavarivanju jer određuje gustinu snage. Ali njegovo mjerenje je izazov za lasere velike snage, iako postoje mnoge indirektne tehnike mjerenja.
Granična veličina tačke difrakcije fokusa snopa može se izračunati prema teoriji difrakcije, ali stvarna veličina tačke je veća od izračunate vrijednosti zbog postojanja loše fokalne refleksije. Najjednostavniji metod mjerenja je metoda izotemperaturnog profila, kojom se mjeri promjer žarišne točke i perforacije nakon što debeli papir izgori i prodre kroz polipropilensku ploču. Ova metoda kroz praksu mjerenja ovladava veličinom laserske snage i vremenom djelovanja zraka.
3. Zaštitni gas
Proces laserskog zavarivanja često koristi zaštitne plinove (helij, argon, dušik) za zaštitu rastopljenog bazena, sprječavajući radni komad od oksidacije u procesu zavarivanja. Drugi razlog za korištenje zaštitnog plina je zaštita sočiva za fokusiranje od kontaminacije metalnim parama i prskanja kapljicama tekućine. Posebno kod laserskog zavarivanja velike snage, izbacivanje postaje vrlo moćno, potrebno je zaštititi sočivo. Treći efekat zaštitnog gasa je da je veoma efikasan u raspršivanju plazma zaštite proizvedene laserskim zavarivanjem velike snage. Metalna para apsorbuje laserski snop i jonizuje u oblak plazme. Zaštitni plin oko metalne pare također ionizira zbog topline. Ako ima previše plazme, laserski snop na neki način troši plazma. Kao druga energija, plazma postoji na radnoj površini, što čini dubinu zavara manjom, a površinu zavarenog bazena širom.
Kako odabrati odgovarajući zaštitni gas?
4. Stopa apsorpcije
Laserska apsorpcija materijala zavisi od nekih važnih svojstava materijala, kao što su brzina apsorpcije, refleksivnost, toplotna provodljivost, temperatura topljenja i temperatura isparavanja. Među svim faktorima, najvažniji je stopa apsorpcije.
Dva faktora utiču na stopu apsorpcije materijala u laserski snop. Prvi je koeficijent otpornosti materijala. Utvrđeno je da je brzina apsorpcije materijala proporcionalna kvadratnom korijenu koeficijenta otpora, a koeficijent otpora varira s temperaturom. Drugo, površinsko stanje (ili završna obrada) materijala ima važan utjecaj na brzinu apsorpcije snopa, što ima značajan utjecaj na učinak zavarivanja.
5. Brzina zavarivanja
Brzina zavarivanja ima veliki uticaj na dubinu prodiranja. Povećanje brzine će učiniti dubinu prodiranja manjom, ali preniska će dovesti do prekomjernog topljenja materijala i zavarivanja obratka. Stoga postoji odgovarajući raspon brzina zavarivanja za određeni materijal sa određenom snagom lasera i određenom debljinom, a maksimalna dubina prodiranja može se postići pri odgovarajućoj vrijednosti brzine.
6. Žižna daljina fokusnog sočiva
Fokusna sočiva se obično postavljaju u glavu pištolja za zavarivanje, obično se bira žižna daljina od 63 ~ 254 mm (prečnik 2,5 "~10"). Veličina tačke fokusa je proporcionalna žižnoj daljini, što je žižna daljina kraća, to je tačka manja. Međutim, dužina žižne daljine takođe utiče na dubinu fokusa, odnosno dubina fokusa raste sinhrono sa žižnom daljinom, tako da kratka žižna daljina može poboljšati gustinu snage, ali pošto je dubina fokusa mala, udaljenost između sočiva i obratka mora biti precizno održavana, a dubina prodiranja nije velika. Zbog uticaja prskanja i laserskog režima tokom zavarivanja, najkraća dubina žarišta koja se koristi u stvarnom zavarivanju je uglavnom 126mm (prečnik 5"). Objektiv sa žižnom daljinom od 254mm (prečnik 10") može se izabrati kada je šav veliki ili zavar treba povećati povećanjem veličine tačke. U ovom slučaju je potrebna veća izlazna snaga lasera (gustina snage) da bi se postigao efekat duboke penetracije.
Više pitanja o cijeni i konfiguraciji ručnog laserskog aparata za zavarivanje
Vrijeme objave: Sep-27-2022