Laserové svařování může být realizováno kontinuálním nebo pulzním laserovým generátorem. Princip laserového svařování lze rozdělit na svařování tepelným vedením a laserové hluboké tavné svařování. Hustota výkonu menší než 104~105 W/cm2 je tepelně vodivé svařování, v tomto okamžiku je hloubka tavení a rychlost svařování pomalá; Když je hustota výkonu větší než 105~107 W/cm2, je kovový povrch působením tepla konkávní do „klíčových dírek“, čímž se vytváří hluboké tavné svařování, které má vlastnosti rychlé svařovací rychlosti a velkého poměru hloubka-šířka.
Dnes se budeme věnovat především znalostem hlavních faktorů, které ovlivňují kvalitu laserového hlubokého tavného svařování
1. Výkon laseru
Při laserovém hloubkovém tavném svařování řídí výkon laseru jak hloubku průniku, tak rychlost svařování. Hloubka svaru přímo souvisí s hustotou výkonu paprsku a je funkcí výkonu dopadajícího paprsku a ohniska paprsku. Obecně řečeno, pro určitý průměr laserového paprsku se hloubka průniku zvyšuje s rostoucím výkonem paprsku.
2. Ohnisko
Velikost bodu paprsku je jednou z nejdůležitějších proměnných při laserovém svařování, protože určuje hustotu výkonu. Ale jeho měření je výzvou pro vysoce výkonné lasery, i když existuje mnoho dostupných technik nepřímého měření.
Mezní difrakční velikost bodu ohniska paprsku lze vypočítat podle teorie difrakce, ale skutečná velikost bodu je větší než vypočítaná hodnota kvůli existenci špatného ohniskového odrazu. Nejjednodušší metodou měření je metoda izoteplotního profilu, která měří průměr ohniska a perforaci po vypálení silného papíru a jeho průniku přes polypropylenovou desku. Tato metoda prostřednictvím praxe měření ovládá velikost výkonu laseru a dobu působení paprsku.
3. Ochranný plyn
Proces laserového svařování často používá ochranné plyny (helium, argon, dusík) k ochraně roztavené lázně, které zabraňují oxidaci obrobku při procesu svařování. Druhým důvodem pro použití ochranného plynu je ochrana zaostřovací čočky před znečištěním parami kovů a rozprašováním kapkami kapaliny. Zejména při vysokovýkonném laserovém svařování se vyhazování stává velmi silným, je nutné chránit čočku. Třetím účinkem ochranného plynu je, že je velmi účinný při rozptylování plazmového stínění vytvořeného vysokovýkonným laserovým svařováním. Pára kovu absorbuje laserový paprsek a ionizuje do plazmového oblaku. Ochranný plyn kolem kovových par se také ionizuje vlivem tepla. Pokud je plazmy příliš mnoho, laserový paprsek je plazmou nějak spotřebován. Jako druhá energie existuje na pracovním povrchu plazma, což činí hloubku svaru mělčí a povrch svarové lázně širší.
Jak vybrat správný ochranný plyn?
4. Míra absorpce
Laserová absorpce materiálu závisí na některých důležitých vlastnostech materiálu, jako je rychlost absorpce, odrazivost, tepelná vodivost, teplota tání a teplota vypařování. Mezi všemi faktory je nejdůležitější míra absorpce.
Rychlost absorpce materiálu laserovým paprskem ovlivňují dva faktory. Prvním je koeficient odporu materiálu. Bylo zjištěno, že míra absorpce materiálu je úměrná druhé odmocnině koeficientu odporu a koeficient odporu se mění s teplotou. Za druhé, stav povrchu (nebo povrchová úprava) materiálu má důležitý vliv na míru absorpce paprsku, což má významný vliv na účinek svařování.
5. Rychlost svařování
Rychlost svařování má velký vliv na hloubku průvaru. Zvýšení rychlosti způsobí, že hloubka průniku bude mělčí, ale příliš nízká povede k nadměrnému roztavení materiálů a provaření obrobku. Proto existuje vhodný rozsah rychlosti svařování pro konkrétní materiál s určitým výkonem laseru a určitou tloušťkou a maximální hloubku průniku lze získat při odpovídající hodnotě rychlosti.
6. Ohnisková vzdálenost ohniskové čočky
Ohnisková čočka je obvykle instalována v hlavě svařovací pistole, obecně se volí ohnisková vzdálenost 63~254 mm (průměr 2,5 "~10"). Velikost zaostřovacího bodu je úměrná ohniskové vzdálenosti, čím kratší ohnisková vzdálenost, tím menší bod. Délka ohniskové vzdálenosti však také ovlivňuje hloubku ostrosti, to znamená, že hloubka ostrosti se zvyšuje synchronně s ohniskovou vzdáleností, takže krátká ohnisková vzdálenost může zlepšit hustotu výkonu, ale protože hloubka ostrosti je malá, vzdálenost mezi čočkou a obrobkem musí být přesně udržovány a hloubka průniku není velká. Kvůli vlivu rozstřiků a laserového režimu při svařování je nejkratší ohnisková hloubka používaná při skutečném svařování většinou 126 mm (průměr 5 "). Při velkém švu lze zvolit čočku s ohniskovou vzdáleností 254 mm (průměr 10"). nebo je potřeba svar zvětšit zvětšením velikosti bodu. V tomto případě je vyžadován vyšší výstupní výkon laseru (hustota výkonu), aby bylo dosaženo efektu hlubokého průniku.
Další dotazy týkající se ceny a konfigurace ručního laserového svařovacího stroje
Čas odeslání: 27. září 2022