Η συγκόλληση με λέιζερ μπορεί να πραγματοποιηθεί με συνεχή ή παλμική γεννήτρια λέιζερ. Η αρχή της συγκόλλησης με λέιζερ μπορεί να χωριστεί σε συγκόλληση με θερμική αγωγιμότητα και συγκόλληση με βαθιά τήξη με λέιζερ. Πυκνότητα ισχύος μικρότερη από 104~105 W/cm2 είναι συγκόλληση με θερμική αγωγιμότητα, σε αυτή τη φάση, το βάθος τήξης και η ταχύτητα συγκόλλησης είναι αργές. Όταν η πυκνότητα ισχύος είναι μεγαλύτερη από 105~107 W/cm2, η μεταλλική επιφάνεια είναι κοίλη σε "κλειδαρότρυπες" υπό την επίδραση της θερμότητας, σχηματίζοντας συγκόλληση με βαθιά τήξη, η οποία έχει τα χαρακτηριστικά της γρήγορης ταχύτητας συγκόλλησης και της μεγάλης αναλογίας βάθους-πλάτους.
Σήμερα, θα καλύψουμε κυρίως τη γνώση των κύριων παραγόντων που επηρεάζουν την ποιότητα της συγκόλλησης βαθιάς σύντηξης με λέιζερ.
1. Δύναμη λέιζερ
Στη συγκόλληση με λέιζερ σε βάθος, η ισχύς του λέιζερ ελέγχει τόσο το βάθος διείσδυσης όσο και την ταχύτητα συγκόλλησης. Το βάθος συγκόλλησης σχετίζεται άμεσα με την πυκνότητα ισχύος της δέσμης και είναι συνάρτηση της ισχύος της προσπίπτουσας δέσμης και του εστιακού σημείου της δέσμης. Γενικά, για μια δέσμη λέιζερ συγκεκριμένης διαμέτρου, το βάθος διείσδυσης αυξάνεται με την αύξηση της ισχύος της δέσμης.
2. Εστιακό σημείο
Το μέγεθος της κηλίδας της δέσμης είναι μία από τις πιο σημαντικές μεταβλητές στη συγκόλληση με λέιζερ, επειδή καθορίζει την πυκνότητα ισχύος. Ωστόσο, η μέτρησή του αποτελεί πρόκληση για τα λέιζερ υψηλής ισχύος, αν και υπάρχουν πολλές διαθέσιμες τεχνικές έμμεσης μέτρησης.
Το μέγεθος του σημείου περίθλασης της εστιακής δέσμης μπορεί να υπολογιστεί σύμφωνα με τη θεωρία περίθλασης, αλλά το πραγματικό μέγεθος του σημείου είναι μεγαλύτερο από την υπολογισμένη τιμή λόγω της ύπαρξης κακής εστιακής ανάκλασης. Η απλούστερη μέθοδος μέτρησης είναι η μέθοδος ισοθερμοκρασιατικού προφίλ, η οποία μετρά τη διάμετρο του εστιακού σημείου και τη διάτρηση αφού το παχύ χαρτί καεί και διεισδύσει μέσα από την πλάκα πολυπροπυλενίου. Αυτή η μέθοδος, μέσω της πρακτικής μέτρησης, ελέγχει το μέγεθος ισχύος του λέιζερ και τον χρόνο δράσης της δέσμης.
3. Προστατευτικό αέριο
Η διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ συχνά χρησιμοποιεί προστατευτικά αέρια (ήλιο, αργό, άζωτο) για την προστασία της λιωμένης δεξαμενής, αποτρέποντας την οξείδωση του τεμαχίου εργασίας κατά τη διαδικασία συγκόλλησης. Ο δεύτερος λόγος χρήσης προστατευτικού αερίου είναι η προστασία του φακού εστίασης από τη μόλυνση από μεταλλικούς ατμούς και τον ψεκασμό από σταγονίδια υγρού. Ειδικά στη συγκόλληση με λέιζερ υψηλής ισχύος, η εκτίναξη γίνεται πολύ ισχυρή, είναι απαραίτητη για την προστασία του φακού. Το τρίτο αποτέλεσμα του προστατευτικού αερίου είναι ότι είναι πολύ αποτελεσματικό στη διασπορά της θωράκισης πλάσματος που παράγεται από τη συγκόλληση με λέιζερ υψηλής ισχύος. Οι μεταλλικοί ατμοί απορροφούν τη δέσμη λέιζερ και ιονίζονται σε ένα νέφος πλάσματος. Το προστατευτικό αέριο γύρω από τους μεταλλικούς ατμούς ιονίζεται επίσης λόγω της θερμότητας. Εάν υπάρχει υπερβολική ποσότητα πλάσματος, η δέσμη λέιζερ καταναλώνεται με κάποιο τρόπο από το πλάσμα. Ως δεύτερη ενέργεια, το πλάσμα υπάρχει στην επιφάνεια εργασίας, γεγονός που καθιστά το βάθος συγκόλλησης πιο ρηχό και την επιφάνεια της δεξαμενής συγκόλλησης πιο φαρδιά.
Πώς να επιλέξετε το κατάλληλο αέριο θωράκισης;
4. Ρυθμός απορρόφησης
Η απορρόφηση του υλικού από το λέιζερ εξαρτάται από ορισμένες σημαντικές ιδιότητες του υλικού, όπως ο ρυθμός απορρόφησης, η ανακλαστικότητα, η θερμική αγωγιμότητα, η θερμοκρασία τήξης και η θερμοκρασία εξάτμισης. Μεταξύ όλων των παραγόντων, ο πιο σημαντικός είναι ο ρυθμός απορρόφησης.
Δύο παράγοντες επηρεάζουν τον ρυθμό απορρόφησης του υλικού στη δέσμη λέιζερ. Ο πρώτος είναι ο συντελεστής αντίστασης του υλικού. Διαπιστώνεται ότι ο ρυθμός απορρόφησης του υλικού είναι ανάλογος με την τετραγωνική ρίζα του συντελεστή αντίστασης και ο συντελεστής αντίστασης ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία. Δεύτερον, η κατάσταση της επιφάνειας (ή το φινίρισμα) του υλικού έχει σημαντική επίδραση στον ρυθμό απορρόφησης της δέσμης, ο οποίος έχει σημαντική επίδραση στο αποτέλεσμα συγκόλλησης.
5. Ταχύτητα συγκόλλησης
Η ταχύτητα συγκόλλησης έχει μεγάλη επίδραση στο βάθος διείσδυσης. Η αύξηση της ταχύτητας θα κάνει το βάθος διείσδυσης πιο ρηχό, αλλά η πολύ χαμηλή ταχύτητα θα οδηγήσει σε υπερβολική τήξη των υλικών και συγκόλληση του τεμαχίου. Επομένως, υπάρχει ένα κατάλληλο εύρος ταχύτητας συγκόλλησης για ένα συγκεκριμένο υλικό με συγκεκριμένη ισχύ λέιζερ και ένα ορισμένο πάχος, και το μέγιστο βάθος διείσδυσης μπορεί να επιτευχθεί στην αντίστοιχη τιμή ταχύτητας.
6. Εστιακή απόσταση του φακού εστίασης
Ένας φακός εστίασης συνήθως εγκαθίσταται στην κεφαλή του πιστολιού συγκόλλησης, γενικά, επιλέγεται εστιακή απόσταση 63~254 mm (διάμετρος 2,5 "~10"). Το μέγεθος του σημείου εστίασης είναι ανάλογο με την εστιακή απόσταση, όσο μικρότερη είναι η εστιακή απόσταση, τόσο μικρότερο είναι το σημείο. Ωστόσο, το μήκος του εστιακού μήκους επηρεάζει επίσης το βάθος εστίασης, δηλαδή, το βάθος εστίασης αυξάνεται ταυτόχρονα με την εστιακή απόσταση, επομένως η μικρή εστιακή απόσταση μπορεί να βελτιώσει την πυκνότητα ισχύος, αλλά επειδή το βάθος εστίασης είναι μικρό, η απόσταση μεταξύ του φακού και του τεμαχίου εργασίας πρέπει να διατηρείται με ακρίβεια και το βάθος διείσδυσης δεν είναι μεγάλο. Λόγω της επίδρασης των πιτσιλιών και της λειτουργίας λέιζερ κατά τη συγκόλληση, το μικρότερο εστιακό βάθος που χρησιμοποιείται στην πραγματική συγκόλληση είναι ως επί το πλείστον 126 mm (διάμετρος 5 "). Ένας φακός με εστιακή απόσταση 254 mm (διάμετρος 10 ") μπορεί να επιλεγεί όταν η ραφή είναι μεγάλη ή η συγκόλληση πρέπει να αυξηθεί αυξάνοντας το μέγεθος του σημείου. Σε αυτήν την περίπτωση, απαιτείται υψηλότερη ισχύς εξόδου λέιζερ (πυκνότητα ισχύος) για να επιτευχθεί το αποτέλεσμα της βαθιάς διείσδυσης της οπής.
Περισσότερες ερωτήσεις σχετικά με την τιμή και τη διαμόρφωση της φορητής μηχανής συγκόλλησης με λέιζερ
Ώρα δημοσίευσης: 27 Σεπτεμβρίου 2022