La soldadura con láser puede ser realizada por el generador láser continuo o pulsado. El principio de la soldadura por láser se puede dividir en soldadura por conducción de calor y soldadura por fusión profunda láser. Densidad de potencia inferior a 104 ~ 105 W/cm2 es soldadura de conducción de calor, en este momento, la profundidad de la fusión y la velocidad de soldadura es lenta; Cuando la densidad de potencia es mayor de 105 ~ 107 W/cm2, la superficie metálica es cóncava en "llaves" bajo la acción del calor, formando soldadura de fusión profunda, que tiene las características de la velocidad de soldadura rápida y la relación de ancho de profundidad grande.
Hoy, cubriremos principalmente el conocimiento de los principales factores que afectan la calidad de la soldadura de fusión profunda láser
1. Poder láser
En la soldadura de fusión profunda láser, la potencia láser controla la profundidad de penetración y la velocidad de soldadura. La profundidad de la soldadura está directamente relacionada con la densidad de potencia del haz y es una función de la potencia del haz incidente y el punto focal del haz. En términos generales, para un cierto haz láser de diámetro, la profundidad de penetración aumenta con el aumento de la potencia del haz.
2. Punto focal
El tamaño de la mancha de haz es una de las variables más importantes en la soldadura por láser porque determina la densidad de potencia. Pero medirlo es un desafío para los láseres de alta potencia, aunque hay muchas técnicas de medición indirectas disponibles.
El tamaño del punto del límite de difracción del enfoque del haz se puede calcular de acuerdo con la teoría de la difracción, pero el tamaño de punto real es mayor que el valor calculado debido a la existencia de una reflexión focal deficiente. El método de medición más simple es el método de perfil ISO-temperatura, que mide el diámetro de la mancha focal y la perforación después de que el papel grueso se quema y penetra a través de la placa de polipropileno. Este método a través de la práctica de medición, domina el tamaño de potencia del láser y el tiempo de acción del haz.
3. Gas protector
El proceso de soldadura por láser a menudo utiliza gases protectores (helio, argón, nitrógeno) para proteger la piscina fundida, evitando que la pieza de trabajo se oxidara en el proceso de soldadura. La segunda razón para usar gas protector es proteger la lente de enfoque de la contaminación por vapores de metal y pulverización por gotas líquidas. Especialmente en la soldadura con láser de alta potencia, la eyección se vuelve muy poderosa, es necesario proteger la lente. El tercer efecto del gas protector es que es muy efectivo para dispersar el blindaje de plasma producido por la soldadura con láser de alta potencia. El vapor de metal absorbe el haz láser e se ioniza en una nube de plasma. El gas protector alrededor del vapor de metal también se ioniza debido al calor. Si hay demasiado plasma, el plasma consume de alguna manera el haz láser. Como la segunda energía, el plasma existe en la superficie de trabajo, lo que hace que la profundidad de soldadura sea más profunda y la superficie de la piscina de soldadura.
¿Cómo elegir el gas de blindaje adecuado?
4. Tasa de absorción
La absorción láser del material depende de algunas propiedades importantes del material, como la velocidad de absorción, la reflectividad, la conductividad térmica, la temperatura de fusión y la temperatura de evaporación. Entre todos los factores, lo más importante es la tasa de absorción.
Dos factores afectan la tasa de absorción del material al haz láser. El primero es el coeficiente de resistencia del material. Se encuentra que la velocidad de absorción del material es proporcional a la raíz cuadrada del coeficiente de resistencia, y el coeficiente de resistencia varía con la temperatura. En segundo lugar, el estado de superficie (o acabado) del material tiene una influencia importante en la velocidad de absorción del haz, que tiene un efecto significativo en el efecto de soldadura.
5. Velocidad de soldadura
La velocidad de soldadura tiene una gran influencia en la profundidad de la penetración. Aumentar la velocidad hará que la profundidad de la penetración sea menos profunda, pero demasiado baja conducirá a la fusión excesiva de los materiales y la soldadura de la pieza de trabajo. Por lo tanto, existe un rango de velocidad de soldadura apropiado para un material particular con cierta potencia láser y un cierto grosor, y la profundidad de penetración máxima se puede obtener al valor de velocidad correspondiente.
6. Longitud focal de la lente de enfoque
Una lente de enfoque generalmente se instala en la cabeza de la pistola de soldadura, generalmente, se selecciona una longitud focal de 63 ~ 254 mm (diámetro 2.5 "~ 10"). El tamaño de la mancha de enfoque es proporcional a la distancia focal, cuanto más corta sea la distancia focal, menor es el punto. Sin embargo, la longitud de la longitud focal también afecta la profundidad de enfoque, es decir, la profundidad del enfoque aumenta sincrónicamente con la distancia focal, por lo que la distancia focal corta puede mejorar la densidad de potencia, pero debido a que la profundidad de enfoque es pequeña, la distancia la distancia entre la lente y la pieza de trabajo debe mantenerse con precisión, y la profundidad de la penetración no es grande. Debido a la influencia de las salpicaduras y al modo láser durante la soldadura, la profundidad focal más corta utilizada en la soldadura real es principalmente 126 mm (diámetro 5 "). Se puede seleccionar una lente con una longitud focal de 254 mm (diámetro 10") cuando la costura es grande es grande. o la soldadura debe aumentarse aumentando el tamaño de la mancha. En este caso, se requiere una potencia de salida de láser más alta (densidad de potencia) para lograr el efecto de orificio de penetración profunda.
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Tiempo de publicación: septiembre-27-2022