רתכת לייזר כף יד |

מה זה ריתוך בלייזר? ריתוך בלייזר הסבר! כל מה שאתה צריך לדעת על ריתוך בלייזר, כולל עיקרון מפתח ופרמטרים עיקריים של תהליך!

לקוחות רבים אינם מבינים את עקרונות העבודה הבסיסיים של מכונת ריתוך לייזר, שלא לדבר על בחירת מכונת ריתוך לייזר נכונה, אולם Mimowork Laser כאן כדי לעזור לך לקבל את ההחלטה הנכונה ולספק תמיכה נוספת כדי לסייע לך בהבנת ריתוך לייזר.

מה זה ריתוך בלייזר?

ריתוך בלייזר הוא סוג של ריתוך נמס, תוך שימוש בקרן הלייזר כמקור חום לריתוך, עקרון הריתוך הוא באמצעות שיטה ספציפית לעורר את המדיום הפעיל, ליצור תנודת חלל תהודה, ולאחר מכן להפוך לקרן הקרינה המגורה, כאשר הקרן. וחתיכת העבודה יוצרים קשר זה עם זה, האנרגיה נספגת על ידי חלק העבודה, כאשר הטמפרטורה מגיעה לנקודת ההתכה של החומר ניתן לרתך.

על פי המנגנון העיקרי של ריתוך בריכות, לריתוך בלייזר שני מנגנוני ריתוך בסיסיים: ריתוך הולכת חום וריתוך חדירה עמוקה (חור מנעול). החום שנוצר על ידי ריתוך הולכת חום מתפזר אל חלקת העבודה באמצעות העברת חום, כך שמשטח הריתוך נמס, לא צריך להתרחש אידוי, אשר משמש לעתים קרובות בריתוך של רכיבים דקים במהירות נמוכה. ריתוך היתוך עמוק מאדה את החומר ויוצר כמות גדולה של פלזמה. עקב חום גבוה, יהיו חורים בחזית הבריכה המותכת. ריתוך חדירה עמוקה הוא מצב ריתוך הלייזר הנפוץ ביותר, הוא יכול לרתך את חלק העבודה ביסודיות, ואנרגיית הכניסה היא עצומה, מה שמוביל למהירות ריתוך מהירה.

פרמטרי תהליך בריתוך בלייזר

ישנם פרמטרים רבים של תהליך המשפיעים על איכות ריתוך הלייזר, כגון צפיפות הספק, צורת גל דופק לייזר, ביטול מיקוד, מהירות ריתוך ובחירת גז מגן עזר.

צפיפות כוח הלייזר

צפיפות הספק היא אחד הפרמטרים החשובים ביותר בעיבוד לייזר. עם צפיפות הספק גבוהה יותר, ניתן לחמם את שכבת פני השטח לנקודת רתיחה תוך מיקרו-שנייה, וכתוצאה מכך כמות גדולה של אידוי. לכן, צפיפות ההספק הגבוה מועילה לתהליכי פינוי חומרים כגון קידוח, חיתוך וחריטה. לצפיפות הספק נמוכה, לוקח מספר אלפיות שניות עד שטמפרטורת פני השטח מגיעה לנקודת הרתיחה, ולפני שהמשטח מתאדה, התחתית מגיעה לנקודת ההיתוך, שקל ליצור ריתוך התכה טוב. לכן, בצורה של ריתוך לייזר מוליכת חום, טווח צפיפות ההספק הוא 104-106W/cm2.

צורת גל דופק לייזר

צורת גל דופק לייזר היא לא רק פרמטר חשוב להבדיל בין הסרת חומר מהמסת חומר, אלא גם פרמטר מפתח לקביעת נפח ועלות ציוד העיבוד. כאשר קרן הלייזר בעוצמה גבוהה נורה אל פני החומר, על פני החומר יהיו 60 ~ 90% מאנרגיית הלייזר משתקפת ונחשבת לאובדן, במיוחד זהב, כסף, נחושת, אלומיניום, טיטניום וחומרים אחרים שיש להם השתקפות חזקה והעברת חום מהירה. ההחזר של מתכת משתנה עם הזמן במהלך דופק לייזר. כאשר טמפרטורת פני השטח של החומר עולה לנקודת ההיתוך, ההשתקפות יורדת במהירות, וכאשר המשטח במצב התכה, ההחזרה מתייצבת על ערך מסוים.

רוחב דופק לייזר

רוחב הדופק הוא פרמטר חשוב של ריתוך לייזר פועם. רוחב הדופק נקבע לפי עומק החדירה והאזור המושפע מהחום. ככל שרוחב הדופק היה ארוך יותר, כך היה אזור מושפע החום גדול יותר, ועומק החדירה גדל עם 1/2 העוצמה של רוחב הדופק. עם זאת, הגדלת רוחב הפולסים תפחית את שיא הספק, ולכן הגדלה של רוחב הפולס משמשת בדרך כלל לריתוך הולכת חום, וכתוצאה מכך גודל ריתוך רחב ורדוד, מתאים במיוחד לריתוך ברכיים של צלחות דקות ועבות. עם זאת, הספק שיא נמוך יותר מביא לכניסת חום עודפת, ולכל חומר יש רוחב פולס אופטימלי שממקסם את עומק החדירה.

כמות לא מיקוד

ריתוך בלייזר דורש בדרך כלל מידה מסוימת של ביטול מיקוד, מכיוון שצפיפות הכוח של מרכז הנקודה במוקד הלייזר גבוהה מדי, מה שקל לאדות את חומר הריתוך לחורים. חלוקת צפיפות הכוח אחידה יחסית בכל מישור הרחק ממוקד הלייזר.

ישנם שני מצבי מיקוד:
דה-פוקוס חיובי ושלילי. אם מישור המוקד ממוקם מעל חומר העבודה, זה דיפון חיובי; אחרת, מדובר בחוסר מיקוד שלילי. על פי תורת האופטיקה הגיאומטרית, כאשר המרחק בין מישור ביטול המיקוד החיובי והשלילי למישור הריתוך שווה, צפיפות ההספק במישור המקביל היא בערך זהה, אך למעשה, צורת הבריכה המותכת המתקבלת שונה. במקרה של דה-פוקוס שלילי, ניתן לקבל חדירה גדולה יותר, הקשורה לתהליך היווצרות בריכה מותכת.

מהירות ריתוך

מהירות הריתוך קובעת את איכות משטח הריתוך, עומק החדירה, אזור מושפע החום וכן הלאה. מהירות הריתוך תשפיע על כניסת החום ליחידת זמן. אם מהירות הריתוך איטית מדי, כניסת החום גבוהה מדי, וכתוצאה מכך חומר העבודה נשרף. אם מהירות הריתוך מהירה מדי, כניסת החום קטנה מדי, וכתוצאה מכך ריתוך חלקי העבודה אינו גמור. הפחתת מהירות הריתוך משמשת בדרך כלל לשיפור החדירה.

גז עזר להגנה מפני מכה

גז עזר להגנה מפני מכה הוא הליך חיוני בריתוך לייזר בעוצמה גבוהה. מצד אחד, כדי למנוע מחומרי מתכת לקטט ולזהם את מראת המיקוד; מצד שני, זה כדי למנוע מהפלזמה שנוצרת בתהליך הריתוך להתמקד יותר מדי ולמנוע מהלייזר להגיע לפני השטח של החומר. בתהליך של ריתוך לייזר, הליום, ארגון, חנקן וגזים אחרים משמשים לעתים קרובות כדי להגן על הבריכה המותכת, על מנת למנוע את חמצון החומר בהנדסת הריתוך. לגורמים כמו סוג גז המגן, גודל זרימת האוויר וזווית הנשיפה יש השפעה רבה על תוצאות הריתוך, וגם לשיטות ניפוח שונות תהיה השפעה מסוימת על איכות הריתוך.