يمكن تحقيق اللحام بالليزر بواسطة مولد الليزر المستمر أو النبضي.يمكن تقسيم مبدأ اللحام بالليزر إلى لحام التوصيل الحراري واللحام بالليزر العميق.كثافة الطاقة أقل من 104 ~ 105 واط / سم 2 هي لحام التوصيل الحراري، في هذا الوقت، عمق الذوبان، وسرعة اللحام بطيئة؛عندما تكون كثافة الطاقة أكبر من 105 ~ 107 واط / سم 2، يكون السطح المعدني مقعرًا في "ثقوب المفاتيح" تحت تأثير الحرارة، مما يشكل لحام انصهار عميق، والذي يتميز بخصائص سرعة اللحام السريعة ونسبة عرض العمق الكبيرة.
سنغطي اليوم بشكل أساسي معرفة العوامل الرئيسية التي تؤثر على جودة اللحام بالصهر العميق بالليزر
1. قوة الليزر
في اللحام بالدمج العميق بالليزر، تتحكم طاقة الليزر في عمق الاختراق وسرعة اللحام.يرتبط عمق اللحام بشكل مباشر بكثافة طاقة الشعاع وهو دالة لقوة الشعاع الساقط والنقطة البؤرية للحزمة.بشكل عام، بالنسبة لشعاع ليزر ذو قطر معين، يزداد عمق الاختراق مع زيادة قوة الشعاع.
2. النقطة المحورية
يعد حجم بقعة الشعاع أحد أهم المتغيرات في اللحام بالليزر لأنه يحدد كثافة الطاقة.لكن قياسها يمثل تحديًا لأجهزة الليزر عالية الطاقة، على الرغم من توفر العديد من تقنيات القياس غير المباشرة.
يمكن حساب حجم بقعة حد الحيود لتركيز الحزمة وفقًا لنظرية الحيود، لكن حجم البقعة الفعلي أكبر من القيمة المحسوبة بسبب وجود انعكاس بؤري ضعيف.إن أبسط طريقة للقياس هي طريقة ملف تعريف درجة الحرارة المتساوية، والتي تقيس قطر النقطة البؤرية والثقب بعد حرق الورق السميك واختراقه من خلال لوحة البولي بروبيلين.هذه الطريقة، من خلال ممارسة القياس، تتقن حجم طاقة الليزر ووقت عمل الشعاع.
3. الغاز الواقي
غالبًا ما تستخدم عملية اللحام بالليزر الغازات الواقية (الهيليوم، الأرجون، النيتروجين) لحماية البركة المنصهرة، مما يمنع قطعة العمل من الأكسدة في عملية اللحام.السبب الثاني لاستخدام الغاز الواقي هو حماية عدسة التركيز من التلوث بالأبخرة المعدنية والتناثر بواسطة قطرات السائل.خاصة في اللحام بالليزر عالي الطاقة، تصبح القاذفة قوية جدًا، ومن الضروري حماية العدسة.التأثير الثالث للغاز الواقي هو أنه فعال جدًا في تشتيت درع البلازما الناتج عن اللحام بالليزر عالي الطاقة.يمتص البخار المعدني شعاع الليزر ويتأين في سحابة البلازما.يتأين أيضًا الغاز الواقي المحيط بالبخار المعدني بسبب الحرارة.إذا كان هناك الكثير من البلازما، يتم استهلاك شعاع الليزر بطريقة أو بأخرى بواسطة البلازما.باعتبارها الطاقة الثانية، توجد البلازما على سطح العمل، مما يجعل عمق اللحام أقل سطحية وسطح حوض اللحام أوسع.
كيفية اختيار الغاز التدريع المناسب؟
4. معدل الامتصاص
يعتمد امتصاص المادة بالليزر على بعض الخصائص المهمة للمادة، مثل معدل الامتصاص، والانعكاسية، والتوصيل الحراري، ودرجة حرارة الانصهار، ودرجة حرارة التبخر.من بين جميع العوامل، الأهم هو معدل الامتصاص.
هناك عاملان يؤثران على معدل امتصاص المادة لشعاع الليزر.الأول هو معامل مقاومة المادة.وقد وجد أن معدل امتصاص المادة يتناسب مع الجذر التربيعي لمعامل المقاومة، ويتغير معامل المقاومة باختلاف درجة الحرارة.ثانيا، الحالة السطحية (أو النهاية) للمادة لها تأثير مهم على معدل امتصاص الشعاع، والذي له تأثير كبير على تأثير اللحام.
5. سرعة اللحام
سرعة اللحام لها تأثير كبير على عمق الاختراق.زيادة السرعة ستجعل عمق الاختراق أقل عمقًا، لكن الانخفاض المنخفض جدًا سيؤدي إلى ذوبان مفرط للمواد ولحام قطع العمل.لذلك، هناك نطاق سرعة لحام مناسب لمادة معينة بقوة ليزر معينة وسمك معين، ويمكن الحصول على أقصى عمق للاختراق بقيمة السرعة المقابلة.
6. البعد البؤري لعدسة التركيز
عادة ما يتم تثبيت عدسة التركيز في رأس مسدس اللحام، وبشكل عام، يتم تحديد البعد البؤري 63 ~ 254 مم (قطر 2.5 "~ 10").يتناسب حجم التركيز البؤري مع البعد البؤري، فكلما كان الطول البؤري أقصر، كانت البقعة أصغر.ومع ذلك، فإن طول البعد البؤري يؤثر أيضًا على عمق التركيز، أي أن عمق التركيز يزداد بشكل متزامن مع الطول البؤري، وبالتالي فإن الطول البؤري القصير يمكن أن يحسن كثافة الطاقة، ولكن نظرًا لأن عمق التركيز صغير، فإن المسافة يجب الحفاظ على الدقة بين العدسة وقطعة العمل، وعمق الاختراق ليس كبيرًا.نظرًا لتأثير البقع ووضع الليزر أثناء اللحام، فإن أقصر عمق بؤري مستخدم في اللحام الفعلي هو في الغالب 126 مم (قطر 5 بوصة). يمكن اختيار عدسة ذات طول بؤري 254 مم (قطر 10 بوصة) عندما يكون التماس كبيرًا أو يحتاج اللحام إلى زيادة عن طريق زيادة حجم البقعة.في هذه الحالة، يلزم وجود طاقة خرج ليزر أعلى (كثافة الطاقة) لتحقيق تأثير ثقب الاختراق العميق.
المزيد من الأسئلة حول سعر وتكوين آلة اللحام بالليزر المحمولة
وقت النشر: 27 سبتمبر 2022