La soldadura làser es pot realitzar mitjançant un generador làser continu o pulsat. El principi de la soldadura làser es pot dividir en soldadura per conducció de calor i soldadura per fusió profunda amb làser. La densitat de potència inferior a 104~105 W/cm2 és soldadura per conducció de calor, en aquest moment, la profunditat de fusió i la velocitat de soldadura són lentes; Quan la densitat de potència és superior a 105~107 W/cm2, la superfície metàl·lica es torna còncava en "forats de pany" sota l'acció de la calor, formant una soldadura per fusió profunda, que té les característiques d'una velocitat de soldadura ràpida i una gran relació profunditat-amplada.
Avui, tractarem principalment el coneixement dels principals factors que afecten la qualitat de la soldadura per fusió profunda amb làser.
1. Potència làser
En la soldadura per fusió profunda amb làser, la potència del làser controla tant la profunditat de penetració com la velocitat de soldadura. La profunditat de soldadura està directament relacionada amb la densitat de potència del feix i és una funció de la potència del feix incident i del punt focal del feix. En general, per a un feix làser d'un cert diàmetre, la profunditat de penetració augmenta amb l'augment de la potència del feix.
2. Punt focal
La mida del punt del feix és una de les variables més importants en la soldadura làser perquè determina la densitat de potència. Però mesurar-la és un repte per als làsers d'alta potència, tot i que hi ha moltes tècniques de mesurament indirectes disponibles.
La mida del punt límit de difracció del focus del feix es pot calcular segons la teoria de la difracció, però la mida real del punt és més gran que el valor calculat a causa de l'existència d'una reflexió focal deficient. El mètode de mesura més senzill és el mètode del perfil d'isotemperatura, que mesura el diàmetre del punt focal i la perforació després que el paper gruixut s'hagi cremat i penetri a través de la placa de polipropilè. Aquest mètode, a través de la pràctica de mesura, domina la mida de la potència del làser i el temps d'acció del feix.
3. Gas protector
El procés de soldadura làser sovint utilitza gasos protectors (heli, argó, nitrogen) per protegir el bany de material fos, evitant que la peça s'oxidi durant el procés de soldadura. La segona raó per utilitzar gas protector és protegir la lent d'enfocament de la contaminació per vapors metàl·lics i la polvorització per gotes de líquid. Especialment en la soldadura làser d'alta potència, els expulsats es tornen molt potents, cal protegir la lent. El tercer efecte del gas protector és que és molt eficaç en la dispersió del blindatge de plasma produït per la soldadura làser d'alta potència. El vapor metàl·lic absorbeix el feix làser i s'ionitza en un núvol de plasma. El gas protector al voltant del vapor metàl·lic també s'ionitza a causa de la calor. Si hi ha massa plasma, el feix làser és consumit d'alguna manera pel plasma. Com a segona energia, el plasma existeix a la superfície de treball, cosa que fa que la profunditat de soldadura sigui més baixa i la superfície del bany de soldadura més ampla.
Com triar el gas de protecció adequat?
4. Taxa d'absorció
L'absorció làser del material depèn d'algunes propietats importants del material, com ara la taxa d'absorció, la reflectivitat, la conductivitat tèrmica, la temperatura de fusió i la temperatura d'evaporació. D'entre tots els factors, el més important és la taxa d'absorció.
Dos factors afecten la taxa d'absorció del material al feix làser. El primer és el coeficient de resistència del material. Es constata que la taxa d'absorció del material és proporcional a l'arrel quadrada del coeficient de resistència, i el coeficient de resistència varia amb la temperatura. En segon lloc, l'estat superficial (o acabat) del material té una influència important en la taxa d'absorció del feix, cosa que té un efecte significatiu sobre l'efecte de soldadura.
5. Velocitat de soldadura
La velocitat de soldadura té una gran influència en la profunditat de penetració. Augmentar la velocitat farà que la profunditat de penetració sigui menor, però massa baixa comportarà una fusió excessiva dels materials i la soldadura de la peça. Per tant, hi ha un rang de velocitat de soldadura adequat per a un material concret amb una determinada potència làser i un cert gruix, i la profunditat de penetració màxima es pot obtenir al valor de velocitat corresponent.
6. Distància focal de la lent d'enfocament
Normalment s'instal·la una lent d'enfocament al capçal de la pistola de soldadura, generalment es selecciona una distància focal de 63~254 mm (diàmetre 2,5 "~10"). La mida del punt d'enfocament és proporcional a la distància focal, com més curta sigui la distància focal, més petit serà el punt. Tanmateix, la longitud de la distància focal també afecta la profunditat d'enfocament, és a dir, la profunditat d'enfocament augmenta sincronitzadament amb la distància focal, de manera que la distància focal curta pot millorar la densitat de potència, però com que la profunditat d'enfocament és petita, la distància entre la lent i la peça s'ha de mantenir amb precisió i la profunditat de penetració no és gran. A causa de la influència de les esquitxades i el mode làser durant la soldadura, la profunditat focal més curta utilitzada en la soldadura real és majoritàriament de 126 mm (diàmetre 5"). Es pot seleccionar una lent amb una distància focal de 254 mm (diàmetre 10") quan la costura és gran o cal augmentar la soldadura augmentant la mida del punt. En aquest cas, es requereix una potència de sortida làser (densitat de potència) més alta per aconseguir l'efecte del forat de penetració profunda.
Més preguntes sobre el preu i la configuració de la màquina de soldadura làser manual
Data de publicació: 27 de setembre de 2022