Laserové zváranie je možné realizovať kontinuálnym alebo pulzným laserovým generátorom. Princíp laserového zvárania možno rozdeliť na zváranie tepelným vedením a laserové hĺbkové zváranie. Hustota výkonu menšia ako 104 ~ 105 W/cm2 je zváranie tepelným vedením, v tomto čase je hĺbka tavenia a rýchlosť zvárania pomalá; Keď je hustota výkonu väčšia ako 105~107 W/cm2, pôsobením tepla je kovový povrch konkávny do "kľúčových dierok", čím sa vytvára hlboké tavné zváranie, ktoré má vlastnosti rýchlej rýchlosti zvárania a veľkého pomeru hĺbky a šírky.
Dnes sa budeme venovať hlavne znalostiam hlavných faktorov, ktoré ovplyvňujú kvalitu laserového hĺbkového zvárania
1. Výkon lasera
Pri laserovom hlbokom tavnom zváraní výkon lasera riadi hĺbku prieniku aj rýchlosť zvárania. Hĺbka zvaru priamo súvisí s hustotou výkonu lúča a je funkciou výkonu dopadajúceho lúča a ohniska lúča. Všeobecne povedané, pre určitý priemer laserového lúča sa hĺbka prieniku zvyšuje so zvyšujúcim sa výkonom lúča.
2. Ohnisko
Veľkosť bodu lúča je jednou z najdôležitejších premenných pri laserovom zváraní, pretože určuje hustotu výkonu. Ale jeho meranie je výzvou pre vysokovýkonné lasery, hoci je k dispozícii veľa nepriamych meracích techník.
Medznú difrakčnú veľkosť bodu ohniska lúča možno vypočítať podľa difrakčnej teórie, ale skutočná veľkosť bodu je väčšia ako vypočítaná hodnota v dôsledku existencie slabého ohniskového odrazu. Najjednoduchšou metódou merania je metóda izo-teplotného profilu, ktorá meria priemer ohniska a perforáciu po vypálení hrubého papiera a jeho prieniku cez polypropylénovú dosku. Táto metóda prostredníctvom praxe merania ovláda veľkosť výkonu lasera a čas pôsobenia lúča.
3. Ochranný plyn
Proces laserového zvárania často používa ochranné plyny (hélium, argón, dusík) na ochranu roztaveného kúpeľa, čím sa zabráni oxidácii obrobku v procese zvárania. Druhým dôvodom použitia ochranného plynu je ochrana zaostrovacej šošovky pred kontamináciou kovovými parami a rozprašovaním kvapôčkami kvapaliny. Najmä pri vysokovýkonnom laserovom zváraní sa vyhadzovanie stáva veľmi silným, je potrebné chrániť šošovku. Tretím účinkom ochranného plynu je, že je veľmi účinný pri rozptýlení plazmového tienenia vytvoreného vysokovýkonným laserovým zváraním. Kovová para absorbuje laserový lúč a ionizuje do plazmového oblaku. Ochranný plyn okolo kovových pár sa tiež ionizuje v dôsledku tepla. Ak je plazmy príliš veľa, laserový lúč je nejakým spôsobom spotrebovaný plazmou. Ako druhá energia existuje na pracovnej ploche plazma, vďaka čomu je hĺbka zvaru menšia a povrch zvarového kúpeľa je širší.
Ako si vybrať správny ochranný plyn?
4. Miera absorpcie
Laserová absorpcia materiálu závisí od niektorých dôležitých vlastností materiálu, ako je rýchlosť absorpcie, odrazivosť, tepelná vodivosť, teplota topenia a teplota vyparovania. Spomedzi všetkých faktorov je najdôležitejšia miera absorpcie.
Rýchlosť absorpcie materiálu laserovým lúčom ovplyvňujú dva faktory. Prvým je koeficient odporu materiálu. Zistilo sa, že rýchlosť absorpcie materiálu je úmerná druhej odmocnine koeficientu odporu a koeficient odporu sa mení s teplotou. Po druhé, povrchový stav (alebo konečná úprava) materiálu má dôležitý vplyv na rýchlosť absorpcie lúča, čo má významný vplyv na zvárací efekt.
5. Rýchlosť zvárania
Rýchlosť zvárania má veľký vplyv na hĺbku prieniku. Zvýšenie rýchlosti spôsobí, že hĺbka prieniku bude plytšia, ale príliš nízka povedie k nadmernému roztaveniu materiálov a prevareniu obrobku. Preto existuje vhodný rozsah rýchlosti zvárania pre konkrétny materiál s určitým výkonom lasera a určitou hrúbkou a maximálnu hĺbku prieniku možno získať pri zodpovedajúcej hodnote rýchlosti.
6. Ohnisková vzdialenosť zaostrovacej šošovky
Ohnisková šošovka je zvyčajne inštalovaná v hlave zváracej pištole, vo všeobecnosti sa volí ohnisková vzdialenosť 63 ~ 254 mm (priemer 2,5 "~ 10"). Veľkosť zaostrovacieho bodu je úmerná ohniskovej vzdialenosti, čím je ohnisková vzdialenosť kratšia, tým je bod menší. Dĺžka ohniskovej vzdialenosti však ovplyvňuje aj hĺbku ostrosti, to znamená, že hĺbka ostrosti sa zvyšuje synchrónne s ohniskovou vzdialenosťou, takže krátka ohnisková vzdialenosť môže zlepšiť hustotu výkonu, ale pretože hĺbka ostrosti je malá, vzdialenosť medzi šošovkou a obrobkom sa musí presne udržiavať a hĺbka prieniku nie je veľká. Vplyvom rozstrekovania a laserového režimu počas zvárania je najkratšia ohnisková hĺbka používaná pri skutočnom zváraní väčšinou 126 mm (priemer 5 "). Pri veľkom šve je možné zvoliť šošovku s ohniskovou vzdialenosťou 254 mm (priemer 10 "). alebo je potrebné zvar zväčšiť zväčšením veľkosti bodu. V tomto prípade je potrebný vyšší výstupný výkon lasera (hustota výkonu), aby sa dosiahol efekt hlbokého penetračného otvoru.
Ďalšie otázky o cene a konfigurácii ručného laserového zváracieho stroja
Čas odoslania: 27. septembra 2022