Hvad er lasersvejsning? Lasersvejsning forklaret! Alt du behøver at vide om lasersvejsning, inklusive nøgleprincipper og vigtigste procesparametre!
Mange kunder forstår ikke de grundlæggende arbejdsprincipper for en lasersvejsemaskine, og slet ikke når de skal vælge den rigtige lasersvejsemaskine. Men Mimowork Laser er her for at hjælpe dig med at træffe den rigtige beslutning og yde yderligere support, der hjælper dig med at forstå lasersvejsning.
Hvad er lasersvejsning?
Lasersvejsning er en type smeltesvejsning, hvor laserstrålen bruges som svejsevarmekilde. Svejseprincippet er en specifik metode til at stimulere det aktive medium, danne resonanssvingninger og derefter omdanne det til en stimuleret strålingsstråle. Når strålen og emnet kommer i kontakt med hinanden, absorberes energien af emnet, og når temperaturen når materialets smeltepunkt, kan svejses.
Ifølge den primære mekanisme i smeltebadet har lasersvejsning to grundlæggende svejsemekanismer: varmeledningssvejsning og dyb penetrationssvejsning (nøglehulssvejsning). Varmen, der genereres ved varmeledningssvejsning, diffunderes til emnet gennem varmeoverførsel, så svejseoverfladen smelter. Der bør ikke ske fordampning, hvilket ofte bruges til svejsning af lavhastigheds-, tynde komponenter. Dyb smeltesvejsning fordamper materialet og danner en stor mængde plasma. På grund af forhøjet varme vil der være huller i forsiden af smeltebadet. Dyb penetrationssvejsning er den mest anvendte lasersvejsemetode. Den kan svejse emnet grundigt, og den tilførte energi er enorm, hvilket fører til en hurtig svejsehastighed.
Procesparametre i lasersvejsning
Der er mange procesparametre, der påvirker kvaliteten af lasersvejsning, såsom effekttæthed, laserpulsbølgeform, defokusering, svejsehastighed og valg af hjælpebeskyttelsesgas.
Lasereffekttæthed
Effekttæthed er en af de vigtigste parametre i laserbehandling. Med en højere effekttæthed kan overfladelaget opvarmes til kogepunktet inden for et mikrosekund, hvilket resulterer i en stor mængde fordampning. Derfor er den høje effekttæthed fordelagtig til materialefjerningsprocesser såsom boring, skæring og gravering. Ved lav effekttæthed tager det flere millisekunder for overfladetemperaturen at nå kogepunktet, og før overfladen fordamper, når bunden smeltepunktet, hvilket gør det nemt at danne en god smeltesvejsning. Derfor er effekttæthedsområdet i form af varmeledningslasersvejsning 104-106W/cm2.
Laserpulsbølgeform
Laserpulsbølgeformen er ikke kun en vigtig parameter til at skelne mellem materialefjernelse og materialesmeltning, men også en nøgleparameter til at bestemme volumen og omkostningerne ved procesudstyr. Når en højintensitetslaserstråle rettes mod materialets overflade, vil 60 ~ 90% af laserenergien blive reflekteret og betragtet som tab, især i guld, sølv, kobber, aluminium, titanium og andre materialer, der har stærk refleksion og hurtig varmeoverførsel. Et metals reflektans varierer med tiden under en laserpuls. Når materialets overfladetemperatur stiger til smeltepunktet, falder reflektansen hurtigt, og når overfladen er i smeltetilstand, stabiliserer reflektansen sig på en bestemt værdi.
Laserpulsbredde
Pulsbredden er en vigtig parameter ved pulseret lasersvejsning. Pulsbredden blev bestemt af indtrængningsdybden og den varmepåvirkede zone. Jo længere pulsbredden var, desto større var den varmepåvirkede zone, og indtrængningsdybden steg med halvdelen af pulsbredden. Imidlertid vil stigningen i pulsbredden reducere spidseffekten, så stigningen i pulsbredden bruges generelt til varmeledningssvejsning, hvilket resulterer i en bred og lav svejsestørrelse, især egnet til overlapsvejsning af tynde og tykke plader. Imidlertid resulterer lavere spidseffekt i overskydende varmetilførsel, og hvert materiale har en optimal pulsbredde, der maksimerer indtrængningsdybden.
Defokusmængde
Lasersvejsning kræver normalt en vis grad af defokusering, fordi effekttætheden i punktcentret ved laserfokus er for høj, hvilket gør det let at fordampe svejsematerialet ind i hullerne. Fordelingen af effekttætheden er relativt ensartet i hvert plan væk fra laserfokus.
Der er to defokuseringstilstande:
Positiv og negativ defokusering. Hvis fokusplanet er placeret over emnet, er det positiv defokusering; ellers er det negativ defokusering. Ifølge geometrisk optisk teori er effekttætheden på det tilsvarende plan omtrent den samme, når afstanden mellem det positive og negative defokuseringsplan og svejseplanet er ens, men faktisk er den opnåede smeltebassinform anderledes. I tilfælde af negativ defokusering kan der opnås større penetration, hvilket er relateret til dannelsesprocessen af smeltebassinet.
Svejsehastighed
Svejsehastigheden bestemmer svejseoverfladens kvalitet, indtrængningsdybde, varmepåvirket zone osv. Svejsehastigheden vil påvirke varmetilførslen pr. tidsenhed. Hvis svejsehastigheden er for langsom, er varmetilførslen for høj, hvilket resulterer i, at emnet brænder igennem. Hvis svejsehastigheden er for hurtig, er varmetilførslen for lille, hvilket resulterer i, at emnet svejses delvist og ufærdigt. Reduktion af svejsehastigheden bruges normalt til at forbedre indtrængningen.
Hjælpegas mod blæsebeskyttelse
Hjælpegas til beskyttelse mod blæsning er en essentiel procedure ved højeffektlasersvejsning. På den ene side skal den forhindre, at metalmaterialer sprutter og forurener fokuseringsspejlet; på den anden side skal den forhindre, at plasmaet, der genereres under svejseprocessen, fokuserer for meget og forhindre, at laseren når materialets overflade. Ved lasersvejsning anvendes ofte helium, argon, nitrogen og andre gasser til at beskytte smeltebadet og dermed forhindre, at emnet oxiderer under svejseteknikken. Faktorer som typen af beskyttelsesgas, luftstrømmens størrelse og blæsevinklen har stor indflydelse på svejseresultaterne, og forskellige blæsemetoder vil også have en vis indflydelse på svejsekvaliteten.
Vores anbefalede håndholdte lasersvejser:
Lasersvejser - Arbejdsmiljø
Temperaturområde for arbejdsmiljø: 15~35 ℃
◾ Luftfugtighedsområde for arbejdsmiljø: < 70% Ingen kondensering
◾ Køling: Vandkøler er nødvendig på grund af varmeafledningsfunktionen for laservarmeafledende komponenter, hvilket sikrer, at lasersvejsemaskinen kører korrekt.
(Detaljeret brug og vejledning om vandkøler, du kan tjekke:Frostsikringsforanstaltninger for CO2-lasersystemer)
Vil du vide mere om lasersvejsere?
Opslagstidspunkt: 22. dec. 2022