Lasersko varjenje lahko izvajamo z zveznim ali impulznim laserskim generatorjem. Načelo laserskega varjenja lahko razdelimo na toplotno prevodno varjenje in lasersko globoko talilno varjenje. Gostota moči manjša od 104 ~ 105 W/cm2 je toplotno prevodno varjenje, v tem času je globina taljenja in hitrost varjenja počasna; Ko je gostota moči večja od 105 ~ 107 W/cm2, je kovinska površina pod vplivom toplote konkavna v "ključavnice", kar tvori globoko talilno varjenje, ki ima značilnosti visoke hitrosti varjenja in velikega razmerja med globino in širino.
Danes bomo obravnavali predvsem poznavanje glavnih dejavnikov, ki vplivajo na kakovost laserskega globokofuzijskega varjenja
1. Laserska moč
Pri laserskem varjenju z globokim taljenjem moč laserja nadzira globino preboja in hitrost varjenja. Globina zvara je neposredno povezana z gostoto moči žarka in je funkcija moči vpadnega žarka in žarišča žarka. Na splošno se za laserski žarek določenega premera globina prodiranja povečuje s povečanjem moči žarka.
2. Žarišče
Velikost točke žarka je ena najpomembnejših spremenljivk pri laserskem varjenju, saj določa gostoto moči. Toda merjenje je izziv za visokozmogljive laserje, čeprav je na voljo veliko posrednih merilnih tehnik.
Velikost mejne uklonske točke žarišča žarka je mogoče izračunati v skladu s teorijo uklona, vendar je dejanska velikost točke večja od izračunane vrednosti zaradi obstoja slabega žariščnega odboja. Najenostavnejša merilna metoda je metoda izotemperaturnega profila, ki meri premer žarišča in perforacije po tem, ko je debel papir zgorel in predrl skozi polipropilensko ploščo. Ta metoda skozi merilno prakso obvlada velikost laserske moči in čas delovanja žarka.
3. Zaščitni plin
Postopek laserskega varjenja pogosto uporablja zaščitne pline (helij, argon, dušik) za zaščito bazena staline, ki preprečuje oksidacijo obdelovanca v procesu varjenja. Drugi razlog za uporabo zaščitnega plina je zaščititi fokusno lečo pred kontaminacijo s kovinskimi hlapi in razprševanjem s kapljicami tekočine. Zlasti pri visokozmogljivem laserskem varjenju postane izmet zelo močan, potrebno je zaščititi lečo. Tretji učinek zaščitnega plina je, da je zelo učinkovit pri razprševanju plazemske zaščite, ki nastane pri visokozmogljivem laserskem varjenju. Kovinska para absorbira laserski žarek in se ionizira v plazemski oblak. Zaradi toplote ionizira tudi zaščitni plin okoli kovinske pare. Če je plazme preveč, laserski žarek nekako porabi plazma. Kot druga energija na delovni površini obstaja plazma, zaradi česar je globina vara manjša in površina zvarnega bazena širša.
Kako izbrati pravi zaščitni plin?
4. Stopnja absorpcije
Laserska absorpcija materiala je odvisna od nekaterih pomembnih lastnosti materiala, kot so stopnja absorpcije, odbojnost, toplotna prevodnost, temperatura taljenja in temperatura izhlapevanja. Med vsemi dejavniki je najpomembnejša stopnja absorpcije.
Dva dejavnika vplivata na stopnjo absorpcije materiala v laserskem žarku. Prvi je koeficient odpornosti materiala. Ugotovljeno je, da je stopnja absorpcije materiala sorazmerna s kvadratnim korenom koeficienta upora, koeficient upora pa se spreminja s temperaturo. Drugič, površinsko stanje (ali obdelava) materiala pomembno vpliva na stopnjo absorpcije žarka, kar pomembno vpliva na učinek varjenja.
5. Hitrost varjenja
Hitrost varjenja ima velik vpliv na globino preboja. S povečanjem hitrosti bo globina preboja manjša, prenizka pa bo povzročila prekomerno taljenje materialov in zvarjenost obdelovanca. Zato obstaja ustrezno območje hitrosti varjenja za določen material z določeno močjo laserja in določeno debelino, največjo globino preboja pa je mogoče doseči pri ustrezni vrednosti hitrosti.
6. Goriščna razdalja leče za ostrenje
Fokusna leča je običajno nameščena v glavi varilne pištole, običajno je izbrana goriščna razdalja 63~254 mm (premer 2,5 "~10"). Velikost točke ostrenja je sorazmerna z goriščno razdaljo, krajša kot je goriščna razdalja, manjša je točka. Vendar pa dolžina goriščne razdalje vpliva tudi na globino ostrenja, to je, da se globina ostrenja povečuje sinhrono z goriščno razdaljo, tako da lahko kratka goriščna razdalja izboljša gostoto moči, toda ker je globina ostrenja majhna, razdalja med lečo in obdelovancem je treba natančno vzdrževati, globina penetracije pa ni velika. Zaradi vpliva brizganja in laserskega načina med varjenjem je najkrajša žariščna globina, uporabljena pri dejanskem varjenju, večinoma 126 mm (premer 5 "). Če je šiv velik, lahko izberete lečo z goriščno razdaljo 254 mm (premer 10 "). ali pa je treba zvar povečati s povečanjem velikosti točke. V tem primeru je za doseganje učinka globoke penetracijske luknje potrebna večja izhodna moč laserja (gostota moči).
Več vprašanj o ceni in konfiguraciji ročnega laserskega varilnega stroja
Čas objave: 27. september 2022