Laserhitsaus voidaan toteuttaa jatkuvatoimisella tai pulssilasergeneraattorilla. Laserhitsauksen periaate voidaan jakaa lämmönjohtavaan hitsaukseen ja lasersyväsulahitsaukseen. Tehon tiheys alle 104 ~ 105 W/cm2 on lämmönjohtava hitsaus, tällä hetkellä sulamissyvyys ja hitsausnopeus on hidas; Kun tehotiheys on suurempi kuin 105–107 W/cm2, metallipinta kovertuu "avaimenreikiksi" lämmön vaikutuksesta muodostaen syväsulatushitsauksen, jolla on nopea hitsausnopeus ja suuri syvyys-leveyssuhde.
Tänään käsittelemme pääasiassa tietoa tärkeimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat lasersyväsulatushitsauksen laatuun
1. Laserteho
Laser-syväsulahitsauksessa laserteho säätelee sekä tunkeutumissyvyyttä että hitsausnopeutta. Hitsaussyvyys liittyy suoraan säteen tehotiheyteen ja on tulevan säteen tehon ja säteen polttopisteen funktio. Yleisesti ottaen tietyn halkaisijan lasersäteen tunkeutumissyvyys kasvaa säteen tehon kasvaessa.
2. Polttopiste
Säteen pistekoko on yksi tärkeimmistä laserhitsauksen muuttujista, koska se määrää tehotiheyden. Mutta sen mittaaminen on haaste suuritehoisille lasereille, vaikka saatavilla on monia epäsuoria mittaustekniikoita.
Säteen fokuksen diffraktiorajapistekoko voidaan laskea diffraktioteorian mukaan, mutta todellinen pistekoko on laskettua arvoa suurempi huonon polttoheijastuksen vuoksi. Yksinkertaisin mittausmenetelmä on iso-lämpötilaprofiilimenetelmä, jolla mitataan polttopisteen ja rei'ityksen halkaisija sen jälkeen, kun paksu paperi on poltettu ja tunkeutunut polypropeenilevyn läpi. Tämä menetelmä hallitsee mittauskäytännön kautta lasertehon koon ja säteen toiminta-ajan.
3. Suojakaasu
Laserhitsausprosessissa käytetään usein suojakaasuja (heliumia, argonia, typpeä) sulan altaan suojaamiseen, mikä estää työkappaleen hapettumisen hitsausprosessissa. Toinen syy suojakaasun käyttöön on suojata tarkennuslinssiä metallihöyryjen aiheuttamalta kontaminaatiolta ja nestepisaroiden roiskumiselta. Erityisesti suuritehoisessa laserhitsauksessa ulostyönnästä tulee erittäin voimakas, joten linssi on suojattava. Kolmas suojakaasun vaikutus on, että se hajottaa erittäin tehokkaasti suuren tehon laserhitsauksen tuottaman plasmasuojauksen. Metallihöyry imee lasersäteen ja ionisoituu plasmapilveksi. Myös metallihöyryn ympärillä oleva suojakaasu ionisoituu lämmön vaikutuksesta. Jos plasmaa on liikaa, plasma kuluttaa jotenkin lasersäteen. Toisena energiana työpinnalla on plasma, mikä tekee hitsaussyvyydestä matalamman ja hitsausaltaan pinnan leveämmäksi.
Kuinka valita oikea suojakaasu?
4. Absorptionopeus
Materiaalin laserabsorptio riippuu joistakin tärkeistä materiaalin ominaisuuksista, kuten absorptionopeudesta, heijastavuudesta, lämmönjohtavuudesta, sulamislämpötilasta ja haihtumislämpötilasta. Kaikista tekijöistä tärkein on imeytymisnopeus.
Kaksi tekijää vaikuttaa materiaalin absorptionopeuteen lasersäteeseen. Ensimmäinen on materiaalin vastuskerroin. On havaittu, että materiaalin absorptionopeus on verrannollinen vastuskertoimen neliöjuureen ja vastuskerroin vaihtelee lämpötilan mukaan. Toiseksi materiaalin pinnan tilalla (tai viimeistelyllä) on tärkeä vaikutus palkin absorptionopeuteen, millä on merkittävä vaikutus hitsausvaikutukseen.
5. Hitsausnopeus
Hitsausnopeudella on suuri vaikutus tunkeutumissyvyyteen. Nopeuden lisääminen pienentää tunkeutumissyvyyttä, mutta liian alhainen johtaa materiaalien liialliseen sulamiseen ja työkappaleen läpihitsaukseen. Siksi tietylle materiaalille tietyllä laserteholla ja tietyllä paksuudella on sopiva hitsausnopeusalue, ja suurin tunkeutumissyvyys voidaan saada vastaavalla nopeusarvolla.
6. Tarkennuslinssin polttoväli
Tarkennuslinssi asennetaan yleensä hitsauspistoolin päähän, yleensä valitaan 63-254 mm (halkaisija 2,5 "~10") polttoväli. Tarkennuspisteen koko on verrannollinen polttoväliin, mitä lyhyempi polttoväli, sitä pienempi piste. Polttovälin pituus vaikuttaa kuitenkin myös tarkennuksen syvyyteen, eli tarkennuksen syvyys kasvaa synkronisesti polttovälin kanssa, joten lyhyt polttoväli voi parantaa tehotiheyttä, mutta koska tarkennussyvyys on pieni, etäisyys Linssin ja työkappaleen välinen etäisyys on säilytettävä tarkasti, eikä tunkeutumissyvyys ole suuri. Hitsauksen aikana tapahtuvien roiskeiden ja lasertilan vaikutuksesta lyhin varsinaisessa hitsauksessa käytetty polttoväli on enimmäkseen 126 mm (halkaisija 5 "). Linssi, jonka polttoväli on 254 mm (halkaisija 10"), voidaan valita, kun sauma on suuri tai hitsiä on lisättävä lisäämällä pistekokoa. Tässä tapauksessa tarvitaan suurempi laserlähtöteho (tehotiheys) syvän tunkeutumisreiän vaikutuksen saavuttamiseksi.
Lisää kysymyksiä kädessä pidettävän laserhitsauskoneen hinnasta ja kokoonpanosta
Postitusaika: 27.9.2022