Lazerinis suvirinimas gali būti atliekamas nuolatiniu arba impulsiniu lazeriniu generatoriumi. Suvirinimo lazeriu principas gali būti suskirstytas į šilumos laidumo suvirinimą ir lazerinį giluminį suvirinimą. Galios tankis mažesnis nei 104–105 W/cm2 yra šilumos laidumo suvirinimas, šiuo metu lydymosi gylis ir suvirinimo greitis yra lėtas; Kai galios tankis yra didesnis nei 105–107 W/cm2, veikiant šilumai metalinis paviršius įgaubtas į „rakto skylutes“, suformuojant gilų lydymosi suvirinimą, kuriam būdingas greitas suvirinimo greitis ir didelis gylio ir pločio santykis.
Šiandien mes daugiausia apimsime žinias apie pagrindinius veiksnius, turinčius įtakos lazerinio giluminio suvirinimo kokybei
1. Lazerio galia
Suvirinant lazeriu, lazerio galia kontroliuoja įsiskverbimo gylį ir suvirinimo greitį. Suvirinimo gylis yra tiesiogiai susijęs su pluošto galios tankiu ir priklauso nuo krentančio pluošto galios bei spindulio židinio taško. Paprastai tariant, tam tikro skersmens lazerio spindulio įsiskverbimo gylis didėja didėjant spindulio galiai.
2. Židinio taškas
Spindulio taško dydis yra vienas iš svarbiausių lazerinio suvirinimo kintamųjų, nes jis lemia galios tankį. Tačiau jį išmatuoti yra iššūkis didelės galios lazeriams, nors yra daug netiesioginių matavimo metodų.
Spindulio židinio difrakcijos ribinis taško dydis gali būti apskaičiuotas pagal difrakcijos teoriją, tačiau tikrasis taško dydis yra didesnis nei apskaičiuota dėl prasto židinio atspindžio. Paprasčiausias matavimo metodas yra izo-temperatūros profilio metodas, kuriuo matuojamas židinio dėmės skersmuo ir perforacija po to, kai storas popierius yra sudegintas ir prasiskverbęs per polipropileno plokštę. Šis metodas per matavimo praktiką įvaldo lazerio galios dydį ir spindulio veikimo laiką.
3. Apsauginės dujos
Lazerinio suvirinimo procese dažnai naudojamos apsauginės dujos (helis, argonas, azotas), kad apsaugotų išlydytą baseiną, neleidžiant ruošiniui oksiduotis suvirinimo procese. Antroji apsauginių dujų naudojimo priežastis – apsaugoti fokusavimo lęšį nuo užteršimo metalo garais ir purškimo skysčio lašeliais. Ypač didelio galingumo lazerinio suvirinimo metu išmetimas tampa labai galingas, būtina apsaugoti objektyvą. Trečias apsauginių dujų poveikis yra tas, kad jos labai efektyviai išsklaido plazminį ekranavimą, susidariusį suvirinant didelės galios lazeriu. Metalo garai sugeria lazerio spindulį ir jonizuojasi į plazmos debesį. Apsauginės dujos aplink metalo garus taip pat jonizuojasi dėl karščio. Jei plazmos yra per daug, lazerio spindulį kažkaip sunaudoja plazma. Kaip antroji energija, darbiniame paviršiuje yra plazma, todėl suvirinimo gylis yra mažesnis, o suvirinimo baseino paviršius platesnis.
Kaip išsirinkti tinkamas apsaugines dujas?
4. Absorbcijos greitis
Medžiagos sugertis lazeriu priklauso nuo kai kurių svarbių medžiagos savybių, tokių kaip sugerties greitis, atspindys, šilumos laidumas, lydymosi temperatūra ir garavimo temperatūra. Tarp visų veiksnių svarbiausias yra absorbcijos greitis.
Du veiksniai turi įtakos medžiagos sugerties su lazerio spinduliu greičiui. Pirmasis yra medžiagos atsparumo koeficientas. Nustatyta, kad medžiagos sugerties greitis yra proporcingas pasipriešinimo koeficiento kvadratinei šaknei, o atsparumo koeficientas kinta priklausomai nuo temperatūros. Antra, medžiagos paviršiaus būklė (arba apdaila) turi didelę įtaką sijos sugerties greičiui, o tai turi didelę įtaką suvirinimo efektui.
5. Suvirinimo greitis
Suvirinimo greitis turi didelę įtaką įsiskverbimo gyliui. Padidinus greitį, įsiskverbimo gylis bus mažesnis, tačiau per mažas medžiagos per daug išsilydys ir ruošinys suvirins. Todėl tam tikrai medžiagai, turinčiai tam tikrą lazerio galią ir tam tikrą storį, yra tinkamas suvirinimo greičio diapazonas, o maksimalų įsiskverbimo gylį galima gauti esant atitinkamai greičio vertei.
6. Fokusavimo objektyvo židinio nuotolis
Fokusavimo objektyvas paprastai montuojamas suvirinimo pistoleto galvutėje, paprastai pasirenkamas 63–254 mm (skersmuo 2,5 "~10") židinio nuotolis. Fokusavimo taško dydis yra proporcingas židinio nuotoliui, kuo trumpesnis židinio nuotolis, tuo taškas mažesnis. Tačiau židinio nuotolio ilgis taip pat turi įtakos židinio gyliui, ty židinio gylis didėja sinchroniškai su židinio nuotoliu, todėl trumpas židinio nuotolis gali pagerinti galios tankį, bet kadangi židinio gylis yra mažas, atstumas tarp objektyvo ir ruošinio turi būti tiksliai išlaikytas, o įsiskverbimo gylis nėra didelis. Dėl purslų ir lazerio režimo įtakos suvirinimo metu trumpiausias suvirinimo metu naudojamas židinio gylis dažniausiai yra 126 mm (skersmuo 5 "). Objektyvą, kurio židinio nuotolis yra 254 mm (skersmuo 10 "), galima pasirinkti, kai siūlė yra didelė arba suvirinimo siūlę reikia padidinti didinant taško dydį. Šiuo atveju reikalinga didesnė lazerio išėjimo galia (galios tankis), kad būtų pasiektas gilaus įsiskverbimo angos efektas.
Daugiau klausimų apie rankinio lazerinio suvirinimo aparato kainą ir konfigūraciją
Paskelbimo laikas: 2022-09-27