Lasersko zavarivanje može se realizirati kontinuiranim ili pulsnim laserskim generatorom. Princip laserskog zavarivanja može se podijeliti na zavarivanje provođenjem topline i lasersko zavarivanje dubokim taljenjem. Gustoća snage manja od 104~105 W/cm2 je zavarivanje provođenjem topline, u ovom trenutku, dubina taljenja i brzina zavarivanja su spori; Kada je gustoća snage veća od 105~107 W/cm2, metalna površina je konkavna u "ključaonice" pod djelovanjem topline, stvarajući zavarivanje dubokim taljenjem, koje ima karakteristike velike brzine zavarivanja i velikog omjera dubine i širine.
Danas ćemo uglavnom pokriti znanje o glavnim čimbenicima koji utječu na kvalitetu laserskog zavarivanja dubokim taljenjem
1. Snaga lasera
Kod laserskog dubokog zavarivanja taljenjem snaga lasera kontrolira dubinu prodiranja i brzinu zavarivanja. Dubina zavara izravno je povezana s gustoćom snage snopa i funkcija je snage upadnog snopa i žarišne točke snopa. Općenito govoreći, za određeni promjer laserske zrake, dubina prodiranja raste s povećanjem snage zrake.
2. Žarišna točka
Veličina točke snopa jedna je od najvažnijih varijabli u laserskom zavarivanju jer određuje gustoću snage. Ali mjerenje je izazov za lasere velike snage, iako postoje mnoge neizravne tehnike mjerenja.
Veličina granične difrakcijske točke žarišta zrake može se izračunati prema teoriji difrakcije, ali je stvarna veličina točke veća od izračunate vrijednosti zbog postojanja loše žarišne refleksije. Najjednostavnija metoda mjerenja je metoda izotemperaturnog profila, kojom se mjeri promjer žarišne točke i perforacije nakon što je debeli papir spaljen i probijen kroz polipropilensku ploču. Ova metoda kroz mjernu praksu svladava veličinu snage lasera i vrijeme djelovanja zrake.
3. Zaštitni plin
Proces laserskog zavarivanja često koristi zaštitne plinove (helij, argon, dušik) za zaštitu rastaljenog bazena, sprječavajući radni komad od oksidacije u procesu zavarivanja. Drugi razlog za korištenje zaštitnog plina je zaštita leće za fokusiranje od onečišćenja metalnim parama i prskanja kapljicama tekućine. Osobito kod laserskog zavarivanja velike snage, izbacivanje postaje vrlo snažno, potrebno je zaštititi leću. Treći učinak zaštitnog plina je da je vrlo učinkovit u raspršivanju zaštite od plazme proizvedenog laserskim zavarivanjem velike snage. Metalna para apsorbira lasersku zraku i ionizira se u oblak plazme. Zaštitni plin oko metalne pare također ionizira zbog topline. Ako ima previše plazme, lasersku zraku na neki način troši plazma. Kao druga energija na radnoj površini postoji plazma, koja čini dubinu zavara plićom, a površinu zavarene kupke većom.
Kako odabrati odgovarajući zaštitni plin?
4. Stopa apsorpcije
Laserska apsorpcija materijala ovisi o nekim važnim svojstvima materijala, kao što su brzina apsorpcije, refleksija, toplinska vodljivost, temperatura taljenja i temperatura isparavanja. Od svih čimbenika, najvažniji je stupanj apsorpcije.
Dva čimbenika utječu na brzinu apsorpcije materijala za lasersku zraku. Prvi je koeficijent otpora materijala. Utvrđeno je da je brzina apsorpcije materijala proporcionalna kvadratnom korijenu koeficijenta otpora, a koeficijent otpora varira s temperaturom. Drugo, površinsko stanje (ili obrada) materijala ima važan utjecaj na stopu apsorpcije zrake, što ima značajan učinak na učinak zavarivanja.
5. Brzina zavarivanja
Brzina zavarivanja ima velik utjecaj na dubinu prodiranja. Povećanje brzine će smanjiti dubinu prodiranja, ali premalo će dovesti do pretjeranog taljenja materijala i zavarivanja obratka. Stoga postoji odgovarajući raspon brzine zavarivanja za određeni materijal s određenom snagom lasera i određenom debljinom, a maksimalna dubina prodiranja može se postići pri odgovarajućoj vrijednosti brzine.
6. Žarišna duljina fokusne leće
Fokusna leća obično se ugrađuje u glavu pištolja za zavarivanje, općenito se odabire žarišna duljina od 63~254 mm (promjer 2,5 "~10"). Veličina točke fokusa proporcionalna je žarišnoj duljini, što je žarišna duljina kraća, to je točka manja. Međutim, duljina žarišne duljine također utječe na dubinu fokusa, odnosno dubina fokusa raste sinkrono sa žarišnom duljinom, tako da kratka žarišna duljina može poboljšati gustoću snage, ali budući da je dubina fokusa mala, udaljenost između leće i obratka mora biti točno održavan, a dubina prodiranja nije velika. Zbog utjecaja prskanja i laserskog načina rada tijekom zavarivanja, najkraća žarišna dubina koja se koristi u stvarnom zavarivanju je uglavnom 126 mm (promjer 5 "). Objektiv sa žarišnom duljinom od 254 mm (promjer 10 ") može se odabrati kada je šav velik ili je zavar potrebno povećati povećanjem veličine točke. U ovom slučaju, potrebna je veća izlazna snaga lasera (gustoća snage) kako bi se postigao efekt duboke penetracijske rupe.
Više pitanja o cijeni i konfiguraciji ručnog laserskog stroja za zavarivanje
Vrijeme objave: 27. rujna 2022