A soldagem a laser pode ser realizada pelo gerador de laser contínuo ou pulsado. O princípio da soldagem a laser pode ser dividido em soldagem por condução de calor e soldagem por fusão profunda a laser. Densidade de potência inferior a 104 ~ 105 W / cm2 é soldagem por condução de calor, neste momento, a profundidade de fusão e a velocidade de soldagem são lentas; Quando a densidade de potência é superior a 105 ~ 107 W/cm2, a superfície metálica é côncava em "buracos de fechadura" sob a ação do calor, formando soldagem por fusão profunda, que possui as características de rápida velocidade de soldagem e grande relação profundidade-largura.
Hoje, cobriremos principalmente o conhecimento dos principais fatores que afetam a qualidade da soldagem por fusão profunda a laser.
1. Potência do laser
Na soldagem por fusão profunda a laser, a potência do laser controla a profundidade de penetração e a velocidade de soldagem. A profundidade da solda está diretamente relacionada à densidade de potência do feixe e é uma função da potência do feixe incidente e do ponto focal do feixe. De modo geral, para um feixe de laser de determinado diâmetro, a profundidade de penetração aumenta com o aumento da potência do feixe.
2. Ponto Focal
O tamanho do ponto do feixe é uma das variáveis mais importantes na soldagem a laser porque determina a densidade de potência. Mas medi-lo é um desafio para lasers de alta potência, embora existam muitas técnicas de medição indireta disponíveis.
O tamanho do ponto limite de difração do foco do feixe pode ser calculado de acordo com a teoria da difração, mas o tamanho real do ponto é maior que o valor calculado devido à existência de má reflexão focal. O método de medição mais simples é o método do perfil de isotemperatura, que mede o diâmetro do ponto focal e da perfuração após o papel grosso ser queimado e penetrado na placa de polipropileno. Este método, através da prática de medição, domina o tamanho da potência do laser e o tempo de ação do feixe.
3. Gás protetor
O processo de soldagem a laser geralmente utiliza gases de proteção (hélio, argônio, nitrogênio) para proteger a poça de fusão, evitando a oxidação da peça no processo de soldagem. A segunda razão para usar gás protetor é proteger a lente de foco da contaminação por vapores metálicos e pulverização catódica por gotículas de líquido. Principalmente na soldagem a laser de alta potência, o material ejetado torna-se muito potente, sendo necessário proteger a lente. O terceiro efeito do gás protetor é que ele é muito eficaz na dispersão da blindagem de plasma produzida pela soldagem a laser de alta potência. O vapor metálico absorve o feixe de laser e ioniza-se formando uma nuvem de plasma. O gás protetor ao redor do vapor metálico também ioniza devido ao calor. Se houver muito plasma, o feixe de laser será de alguma forma consumido pelo plasma. Como segunda energia, o plasma existe na superfície de trabalho, o que torna a profundidade da solda mais rasa e a superfície da poça de fusão mais larga.
Como escolher o gás de proteção adequado?
4. Taxa de absorção
A absorção do laser do material depende de algumas propriedades importantes do material, como taxa de absorção, refletividade, condutividade térmica, temperatura de fusão e temperatura de evaporação. Entre todos os fatores, o mais importante é a taxa de absorção.
Dois fatores afetam a taxa de absorção do material pelo feixe de laser. O primeiro é o coeficiente de resistência do material. Verifica-se que a taxa de absorção do material é proporcional à raiz quadrada do coeficiente de resistência, e o coeficiente de resistência varia com a temperatura. Em segundo lugar, o estado superficial (ou acabamento) do material tem uma influência importante na taxa de absorção da viga, o que tem um efeito significativo no efeito de soldagem.
5. Velocidade de soldagem
A velocidade de soldagem tem grande influência na profundidade de penetração. Aumentar a velocidade tornará a profundidade de penetração mais rasa, mas muito baixa levará ao derretimento excessivo dos materiais e à soldagem da peça. Portanto, existe uma faixa de velocidade de soldagem apropriada para um determinado material com certa potência de laser e uma certa espessura, e a profundidade máxima de penetração pode ser obtida no valor de velocidade correspondente.
6. Distância focal da lente de foco
Uma lente de foco geralmente é instalada na cabeça da pistola de soldagem, geralmente uma distância focal de 63 ~ 254 mm (diâmetro 2,5 "~ 10") é selecionada. O tamanho do ponto de focagem é proporcional à distância focal; quanto menor for a distância focal, menor será o ponto. No entanto, a distância focal também afeta a profundidade do foco, ou seja, a profundidade do foco aumenta sincronizadamente com a distância focal, de modo que a distância focal curta pode melhorar a densidade de potência, mas como a profundidade do foco é pequena, a distância entre a lente e a peça de trabalho deve ser mantida com precisão e a profundidade de penetração não é grande. Devido à influência de respingos e do modo laser durante a soldagem, a profundidade focal mais curta usada na soldagem real é principalmente de 126 mm (diâmetro 5 "). Uma lente com distância focal de 254 mm (diâmetro 10") pode ser selecionada quando a costura é grande ou a solda precisa ser aumentada aumentando o tamanho do ponto. Neste caso, é necessária uma maior potência de saída do laser (densidade de potência) para obter o efeito de furo de penetração profundo.
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Horário da postagem: 27 de setembro de 2022