La saldatura laser può essere realizzata dal generatore laser continuo o pulsato. Il principio della saldatura laser può essere suddiviso in saldatura a conduzione del calore e saldatura a fusione profonda laser. La densità di potenza inferiore a 104 ~ 105 W/cm2 è la saldatura di conduzione del calore, in questo momento, la profondità di fusione e la velocità di saldatura è lenta; Quando la densità di potenza è maggiore di 105 ~ 107 W/cm2, la superficie metallica è concava in "fori" sotto l'azione del calore, formando una saldatura a fusione profonda, che ha le caratteristiche della velocità di saldatura rapida e del grande rapporto di larghezza di profondità.
Oggi copriremo principalmente la conoscenza dei principali fattori che influenzano la qualità della saldatura a fusione profonda laser
1. Potenza laser
Nella saldatura a fusione profonda laser, la potenza laser controlla sia la profondità di penetrazione che la velocità di saldatura. La profondità di saldatura è direttamente correlata alla densità di potenza del raggio ed è una funzione della potenza del raggio incidente e del punto focale del raggio. In generale, per un certo raggio laser a diametro, la profondità di penetrazione aumenta con l'aumento della potenza del raggio.
2. Spot focale
La dimensione del punto del raggio è una delle variabili più importanti nella saldatura laser perché determina la densità di potenza. Ma misurarlo è una sfida per i laser ad alta potenza, sebbene siano disponibili molte tecniche di misurazione indiretta.
La dimensione del punto limite di diffrazione del focus del raggio può essere calcolata in base alla teoria della diffrazione, ma la dimensione effettiva del punto è maggiore del valore calcolato a causa dell'esistenza di una scarsa riflessione focale. Il metodo di misurazione più semplice è il metodo del profilo iso-temperatura, che misura il diametro del punto focale e la perforazione dopo che la carta spessa viene bruciata e penetrata attraverso la piastra di polipropilene. Questo metodo attraverso la pratica di misurazione, padroneggia la dimensione della potenza laser e il tempo di azione del raggio.
3. Gas protettivo
Il processo di saldatura laser utilizza spesso gas protettivi (elio, argon, azoto) per proteggere il pool fuso, impedendo al pezzo di ossidazione nel processo di saldatura. Il secondo motivo per l'uso di gas protettivo è proteggere la lente di messa a fuoco dalla contaminazione da vapori metallici e sputtering da parte di goccioline liquide. Soprattutto nella saldatura laser ad alta potenza, l'Ejecta diventa molto potente, è necessario proteggere l'obiettivo. Il terzo effetto del gas protettivo è che è molto efficace nel disperdere la schermatura del plasma prodotta dalla saldatura laser ad alta potenza. Il vapore metallico assorbe il raggio laser e ionizza in una nuvola di plasma. Anche il gas protettivo attorno al vapore metallico ionizza a causa del calore. Se c'è troppo plasma, il raggio laser viene in qualche modo consumato dal plasma. Come seconda energia, il plasma esiste sulla superficie di lavoro, il che rende più profonda la profondità di saldatura e la superficie della piscina di saldatura.
Come scegliere il gas di schermatura adeguato?
4. Tasso di assorbimento
L'assorbimento laser del materiale dipende da alcune importanti proprietà del materiale, come tasso di assorbimento, riflettività, conduttività termica, temperatura di fusione e temperatura di evaporazione. Tra tutti i fattori, il più importante è il tasso di assorbimento.
Due fattori influenzano il tasso di assorbimento del materiale al raggio laser. Il primo è il coefficiente di resistenza del materiale. Si è scoperto che il tasso di assorbimento del materiale è proporzionale alla radice quadrata del coefficiente di resistenza e il coefficiente di resistenza varia con la temperatura. In secondo luogo, lo stato superficiale (o la finitura) del materiale ha un'influenza importante sul tasso di assorbimento del raggio, che ha un effetto significativo sull'effetto di saldatura.
5. Velocità di saldatura
La velocità di saldatura ha una grande influenza sulla profondità della penetrazione. L'aumento della velocità renderà la profondità della penetrazione più superficiale, ma troppo bassa porterà a una fusione eccessiva di materiali e saldatura del pezzo. Pertanto, esiste un intervallo di velocità di saldatura adeguato per un particolare materiale con determinata potenza laser e un certo spessore e la profondità di penetrazione massima può essere ottenuta al valore di velocità corrispondente.
6. Lunghezza focale dell'obiettivo di messa a fuoco
Una lente di messa a fuoco viene generalmente installata nella testa della pistola di saldatura, in generale, viene selezionata una lunghezza focale di 63 ~ 254 mm (diametro 2,5 "~ 10"). La dimensione del punto di messa a fuoco è proporzionale alla lunghezza focale, più corta è la lunghezza focale, minore è il punto. Tuttavia, la lunghezza della lunghezza focale influisce anche sulla profondità della messa a fuoco, cioè la profondità di messa a fuoco aumenta in modo sincrono con la lunghezza focale, quindi la breve lunghezza focale può migliorare la densità di potenza, ma poiché la profondità della messa a fuoco è piccola, la distanza Tra l'obiettivo e il pezzo deve essere accuratamente mantenuto e la profondità di penetrazione non è grande. A causa dell'influenza degli schizzi e della modalità laser durante la saldatura, la profondità focale più breve utilizzata nella saldatura effettiva è per lo più 126 mm (diametro 5 "). È possibile selezionare una lente con una lunghezza focale di 254 mm (diametro 10") o la saldatura deve essere aumentata aumentando le dimensioni del punto. In questo caso, è necessaria una potenza di uscita laser più elevata (densità di potenza) per ottenere l'effetto del foro di penetrazione profonda.
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Tempo post: settembre-2022