Sudarea cu laser poate fi realizată cu ajutorul unui generator laser continuu sau pulsat. Principiul sudării cu laser poate fi împărțit în sudură prin conducție termică și sudură prin fuziune profundă cu laser. Densitatea de putere mai mică de 10⁴~10⁵ W/cm² este sudarea prin conducție termică, în acest moment adâncimea de topire și viteza de sudare sunt lente; Când densitatea de putere este mai mare de 10⁵~10⁷ W/cm², suprafața metalică sub acțiunea căldurii devine concavă în „găuri de cheie”, formând sudură prin fuziune profundă, care are caracteristici precum viteză mare de sudare și raport adâncime-lățime mare.
Astăzi, vom acoperi în principal cunoștințele despre factorii majori care afectează calitatea sudării prin fuziune profundă cu laser.
1. Puterea laserului
În sudarea prin fuziune profundă cu laser, puterea laserului controlează atât adâncimea de penetrare, cât și viteza de sudare. Adâncimea de sudură este direct legată de densitatea puterii fasciculului și este o funcție de puterea fasciculului incident și de punctul focal al fasciculului. În general, pentru un anumit diametru al fasciculului laser, adâncimea de penetrare crește odată cu creșterea puterii fasciculului.
2. Punct focal
Dimensiunea spotului fasciculului este una dintre cele mai importante variabile în sudarea cu laser, deoarece determină densitatea de putere. Însă măsurarea acesteia este o provocare pentru laserele de mare putere, deși există numeroase tehnici de măsurare indirectă disponibile.
Dimensiunea punctului limită de difracție al focarului fasciculului poate fi calculată conform teoriei difracției, dar dimensiunea reală a punctului este mai mare decât valoarea calculată din cauza existenței unei reflexii focale slabe. Cea mai simplă metodă de măsurare este metoda profilului izo-temperaturii, care măsoară diametrul punctului focal și perforația după ce hârtia groasă este arsă și pătrunde prin placa de polipropilenă. Această metodă, prin practica măsurătorilor, stăpânește dimensiunea puterii laserului și timpul de acțiune al fasciculului.
3. Gaz protector
Procesul de sudare cu laser utilizează adesea gaze de protecție (heliu, argon, azot) pentru a proteja baia de metal topită, prevenind oxidarea piesei de prelucrat în timpul procesului de sudare. Al doilea motiv pentru utilizarea gazului de protecție este protejarea lentilei de focalizare de contaminarea cu vapori metalici și de pulverizarea cu picături de lichid. În special în sudarea cu laser de mare putere, ejecțiile devin foarte puternice, fiind necesară protejarea lentilei. Al treilea efect al gazului de protecție este acela că este foarte eficient în dispersarea plasmei de protecție produsă de sudarea cu laser de mare putere. Vaporii metalici absorb fasciculul laser și se ionizează într-un nor de plasmă. Gazul de protecție din jurul vaporilor metalici se ionizează, de asemenea, din cauza căldurii. Dacă există prea multă plasmă, fasciculul laser este cumva consumat de plasmă. Ca a doua energie, plasma există pe suprafața de lucru, ceea ce face ca adâncimea sudurii să fie mai mică și suprafața băii de sudură mai lată.
Cum să alegi gazul de protecție potrivit?
4. Rata de absorbție
Absorbția laser a materialului depinde de câteva proprietăți importante ale acestuia, cum ar fi rata de absorbție, reflectivitatea, conductivitatea termică, temperatura de topire și temperatura de evaporare. Dintre toți acești factori, cel mai important este rata de absorbție.
Doi factori afectează rata de absorbție a materialului la fasciculul laser. Primul este coeficientul de rezistență al materialului. S-a constatat că rata de absorbție a materialului este proporțională cu rădăcina pătrată a coeficientului de rezistență, iar coeficientul de rezistență variază în funcție de temperatură. În al doilea rând, starea suprafeței (sau finisajul) materialului are o influență importantă asupra ratei de absorbție a fasciculului, ceea ce are un efect semnificativ asupra efectului de sudare.
5. Viteza de sudare
Viteza de sudare are o influență mare asupra adâncimii de penetrare. Creșterea vitezei va face ca adâncimea de penetrare să fie mai mică, dar o viteză prea mică va duce la topirea excesivă a materialelor și la sudarea piesei de prelucrat. Prin urmare, există un interval de viteză de sudare adecvat pentru un anumit material cu o anumită putere laser și o anumită grosime, iar adâncimea maximă de penetrare poate fi obținută la valoarea corespunzătoare a vitezei.
6. Distanța focală a lentilei de focalizare
O lentilă de focalizare este de obicei instalată în capul pistoletului de sudură, în general, se selectează o distanță focală de 63~254 mm (diametru 2,5" ~ 10"). Dimensiunea punctului de focalizare este proporțională cu distanța focală, cu cât distanța focală este mai mică, cu atât punctul este mai mic. Cu toate acestea, lungimea distanței focale afectează și adâncimea de focalizare, adică adâncimea de focalizare crește sincron cu distanța focală, astfel încât o distanță focală scurtă poate îmbunătăți densitatea de putere, dar deoarece adâncimea de focalizare este mică, distanța dintre lentilă și piesa de lucru trebuie menținută cu precizie, iar adâncimea de penetrare nu este mare. Datorită influenței stropilor și a modului laser în timpul sudării, cea mai scurtă adâncime focală utilizată în sudarea reală este în mare parte de 126 mm (diametru 5"). O lentilă cu o distanță focală de 254 mm (diametru 10") poate fi selectată atunci când cusătura este mare sau dacă este nevoie ca sudura să fie mărită prin creșterea dimensiunii punctului. În acest caz, este necesară o putere de ieșire laser mai mare (densitate de putere) pentru a obține efectul de penetrare profundă a găurii.
Mai multe întrebări despre prețul și configurația mașinii de sudură cu laser portabile
Data publicării: 27 septembrie 2022