Laserové svařování může být realizováno kontinuálním nebo pulzním laserovým generátorem. Princip laserového svařování lze rozdělit na svařování vodivosti tepla a laserová hluboká fúzní svařování. Hustota výkonu menší než 104 ~ 105 W/cm2 je svařování vodivosti tepla, v této době je hloubka tání a rychlost svařování je pomalá; Když je hustota výkonu větší než 105 ~ 107 W/CM2, je kovový povrch konkávní do „Keyholes“ pod působením tepla a vytváří hluboké fúzní svařování, které má vlastnosti rychlé rychlosti svařování a poměru velké šířky.
Dnes budeme pokrývat hlavně znalosti hlavních faktorů, které ovlivňují kvalitu svařování laserového hlubokého fúze
1. Laserová síla
V laserové hluboké fúzní svařování ovládá laserový výkon jak hloubky penetrace, tak rychlost svařování. Hloubka svaru je přímo spojena s hustotou výkonu paprsku a je funkcí síly dopadajícího paprsku a ohniskové místo paprsku. Obecně lze říci, že pro laserový paprsek určitého průměru se hloubka penetrace zvyšuje se zvýšením výkonu paprsku.
2. ohniskové místo
Velikost botu paprsku je jednou z nejdůležitějších proměnných v laserovém svařování, protože určuje hustotu výkonu. Měření je to však výzvou pro vysoce výkonné lasery, i když existuje mnoho nepřímých měřicích technik.
Velikost difrakčního limitu bodové velikosti zaostření paprsku lze vypočítat podle teorie difrakcí, ale skutečná velikost botu je větší než vypočítaná hodnota v důsledku existence špatného fokálního odrazu. Nejjednodušší metodou měření je metoda profilu ISO-teploty, která měří průměr ohniskového bodu a perforace po spálení tlustého papíru a proniknou polypropylenové destičce. Tato metoda prostřednictvím měření, ovládá velikost výkonu laseru a doba akce paprsku.
3. ochranný plyn
Proces svařování laseru často používá ochranné plyny (helium, argon, dusík) k ochraně roztaveného bazénu, což zabraňuje oxidaci obrobku v procesu svařování. Druhým důvodem pro použití ochranného plynu je ochrana zaostřovací čočky před kontaminací kovovými par a rozprašování kapičkami kapaliny. Zejména ve vysoce výkonném laserovém svařování se ejekta stává velmi silnou, je nutné čočku chránit. Třetí účinek ochranného plynu je to, že je velmi účinný při rozptýlení stínění plazmy produkované vysoce výkonným laserovým svařováním. Kovová pára absorbuje laserový paprsek a ionizuje se do plazmového mraku. Ochranný plyn kolem kovové páry také ionizuje v důsledku tepla. Pokud je příliš mnoho plazmy, laserový paprsek je plazmou nějak konzumován. Jako druhá energie existuje plazma na pracovní ploše, díky které je hloubka svaru mělčí a povrch svaru širší.
Jak vybrat správný stínící plyn?
4. Absorpční rychlost
Laserová absorpce materiálu závisí na některých důležitých vlastnostech materiálu, jako je rychlost absorpce, odrazivost, tepelná vodivost, teplota tání a teplota odpařování. Mezi všemi faktory je nejdůležitější rychlost absorpce.
Rychlost absorpce materiálu ovlivňují dva faktory na laserový paprsek. Prvním je koeficient odporu materiálu. Zjistilo se, že rychlost absorpce materiálu je úměrná druhé odmocnině koeficientu odporu a koeficient odporu se mění s teplotou. Za druhé, povrchový stav (nebo povrch) materiálu má důležitý vliv na rychlost absorpce paprsku, což má významný vliv na svařovací efekt.
5. Rychlost svařování
Rychlost svařování má velký vliv na hloubku penetrace. Zvýšení rychlosti způsobí, že hloubka penetrace mělčí, ale příliš nízká povede k nadměrnému tání materiálů a svařování obrobku. Proto existuje vhodný rozsah rychlosti svařování pro konkrétní materiál s určitým laserovým výkonem a určitou tloušťkou a maximální hloubku penetrace lze získat při odpovídající hodnotě rychlosti.
6. ohnisková vzdálenost zaostřovací čočky
V hlavě svařovací pistole je obvykle instalována zaostřovací čočka, obvykle je vybrána ohnisková vzdálenost 63 ~ 254 mm (průměr 2,5 "~ 10"). Velikost bodového zaostření je úměrná ohniskové vzdálenosti, tím kratší je ohnisková vzdálenost, tím menší je místo. Délka ohniskové délky však také ovlivňuje hloubku zaostření, tj. Hloubka zaostření se synchronně zvyšuje s ohniskovou délkou, takže krátká ohnisková délka může zlepšit hustotu výkonu, ale protože hloubka zaostření je malá, vzdálenost vzdálenost mezi čočkou a obrobkem musí být přesně udržováno a hloubka penetrace není velká. Vzhledem k vlivu stříkajícího a laserového režimu během svařování je nejkratší ohniskovou hloubkou používanou ve skutečném svařování většinou 126 mm (průměr 5 "). Čočka s ohniskovou vzdáleností (průměr 10") lze vybrat, když je šev velký nebo svar musí být zvýšen zvýšením velikosti botu. V tomto případě je k dosažení účinku hlubokého penetračního otvoru nutný vyšší výstupní výkon laseru (hustota výkonu).
Další otázky týkající se kapesních laserových svařovacích strojů a konfigurace
Čas příspěvku: 27. září-2022