Какво е лазерно заваряване?Лазерното заваряване обяснено!Всичко, което трябва да знаете за лазерното заваряване, включително ключовия принцип и основните параметри на процеса!
Много клиенти не разбират основните принципи на работа на машината за лазерно заваряване, да не говорим за избора на правилната машина за лазерно заваряване, но Mimowork Laser е тук, за да ви помогне да вземете правилното решение и да ви предостави допълнителна подкрепа, за да ви помогне да разберете лазерното заваряване.
Какво е лазерно заваряване?
Лазерното заваряване е вид заваряване с топене, използвайки лазерния лъч като източник на топлина за заваряване, принципът на заваряване е чрез специфичен метод за стимулиране на активната среда, образувайки резонансни трептения в кухината, и след това се трансформира в стимулирания радиационен лъч, когато лъчът и детайла се контактуват един с друг, енергията се абсорбира от детайла, когато температурата достигне точката на топене на материала може да бъде заварен.
Според основния механизъм на заваръчната вана, лазерното заваряване има два основни заваръчни механизма: заваряване с топлопроводимост и заваряване с дълбоко проникване (ключова дупка).Топлината, генерирана от топлопроводимото заваряване, се разпространява към детайла чрез пренос на топлина, така че заваръчната повърхност да се разтопи, не трябва да се случва изпарение, което често се използва при заваряване на нискоскоростни тънки компоненти.Дълбокото заваряване чрез топене изпарява материала и образува голямо количество плазма.Поради повишената топлина ще има дупки в предната част на разтопения басейн.Заваряването с дълбоко проникване е най-широко използваният режим на лазерно заваряване, той може да заварява добре обработвания детайл и вложената енергия е огромна, което води до висока скорост на заваряване.
Параметри на процеса при лазерно заваряване
Има много параметри на процеса, които влияят върху качеството на лазерното заваряване, като плътност на мощността, форма на вълната на лазерния импулс, разфокусиране, скорост на заваряване и избор на допълнителен защитен газ.
Плътност на мощността на лазера
Плътността на мощността е един от най-важните параметри при лазерната обработка.С по-висока плътност на мощността повърхностният слой може да се нагрее до точка на кипене в рамките на микросекунда, което води до голямо количество изпарение.Следователно, високата плътност на мощността е изгодна за процеси на отстраняване на материал като пробиване, рязане и гравиране.За ниска плътност на мощността са необходими няколко милисекунди, докато температурата на повърхността достигне точката на кипене и преди повърхността да се изпари, дъното достига точката на топене, което е лесно за образуване на добра топяща се заварка.Следователно, под формата на лазерно заваряване с топлопроводимост, диапазонът на плътност на мощността е 104-106W/cm2.
Форма на вълната на лазерния импулс
Формата на вълната на лазерния импулс е не само важен параметър за разграничаване на отстраняването на материал от топенето на материал, но и ключов параметър за определяне на обема и цената на оборудването за обработка.Когато лазерният лъч с висок интензитет се изстреля към повърхността на материала, повърхността на материала ще има 60 ~ 90% от лазерната енергия, отразена и считана за загуба, особено злато, сребро, мед, алуминий, титан и други материали, които имат силно отражение и бърз пренос на топлина.Коефициентът на отражение на метала варира с времето по време на лазерен импулс.Когато температурата на повърхността на материала се повиши до точката на топене, отражателната способност намалява бързо и когато повърхността е в състояние на топене, отражателната способност се стабилизира при определена стойност.
Широчина на лазерния импулс
Ширината на импулса е важен параметър на импулсното лазерно заваряване.Ширината на импулса се определя от дълбочината на проникване и засегнатата от топлина зона.Колкото по-голяма е била ширината на импулса, толкова по-голяма е била засегнатата от топлина зона и дълбочината на проникване се е увеличила с 1/2 степен на ширината на импулса.Увеличаването на ширината на импулса обаче ще намали пиковата мощност, така че увеличаването на ширината на импулса обикновено се използва за заваряване с топлопроводимост, което води до широк и плитък размер на заваръчния шев, особено подходящ за припокриване на тънки и дебели плочи.Въпреки това, по-ниската пикова мощност води до излишък на топлина и всеки материал има оптимална ширина на импулса, която увеличава максимално дълбочината на проникване.
Количество на разфокусиране
Лазерното заваряване обикновено изисква определено количество разфокусиране, тъй като плътността на мощността на центъра на точката при лазерния фокус е твърде висока, което е лесно за изпаряване на заваръчния материал в дупки.Разпределението на плътността на мощността е относително равномерно във всяка равнина, далеч от лазерния фокус.
Има два режима на разфокусиране:
Положителен и отрицателен дефокус.Ако фокалната равнина е разположена над детайла, това е положителен дефокус;в противен случай това е негативно разфокусиране.Според теорията на геометричната оптика, когато разстоянието между положителните и отрицателните дефокусиращи равнини и равнината на заваряване е еднакво, плътността на мощността в съответната равнина е приблизително еднаква, но всъщност получената форма на разтопен басейн е различна.В случай на отрицателно разфокусиране може да се получи по-голямо проникване, което е свързано с процеса на образуване на разтопен басейн.
Скорост на заваряване
Скоростта на заваряване определя качеството на заваръчната повърхност, дълбочината на проникване, засегнатата от топлина зона и т.н.Скоростта на заваряване ще повлияе на входящата топлина за единица време.Ако скоростта на заваряване е твърде ниска, входящата топлина е твърде висока, което води до изгаряне на детайла.Ако скоростта на заваряване е твърде висока, входящата топлина е твърде малка, което води до частично и незавършено заваряване на детайла.Намаляването на скоростта на заваряване обикновено се използва за подобряване на проникването.
Допълнителен газ за защита от удар
Спомагателният газ за защита от удар е основна процедура при лазерно заваряване с висока мощност.От една страна, за предотвратяване на разпръскване на метални материали и замърсяване на фокусиращото огледало;От друга страна, това е да се предотврати прекаленото фокусиране на плазмата, генерирана в процеса на заваряване, и да се предотврати достигането на лазера до повърхността на материала.В процеса на лазерно заваряване хелий, аргон, азот и други газове често се използват за защита на разтопения басейн, така че да се предотврати окисляването на детайла в заваръчната техника.Фактори като вида на защитния газ, размера на въздушния поток и ъгъла на продухване оказват голямо влияние върху резултатите от заваряването, а различните методи на продухване също ще имат определено влияние върху качеството на заваряване.
Нашият препоръчан ръчен лазерен заварчик:
Лазерен заварчик - работна среда
◾ Температурен диапазон на работната среда: 15~35 ℃
◾ Диапазон на влажност на работната среда: < 70% Без кондензация
◾ Охлаждане: водният охладител е необходим поради функцията за отстраняване на топлина за компоненти, разсейващи топлината на лазера, като се гарантира, че лазерният заваръчен апарат работи добре.
(Подробна употреба и ръководство за воден охладител, можете да проверите:Мерки за защита от замръзване за CO2 лазерна система)
Искате ли да знаете повече за лазерните заварчици?
Време на публикуване: 22 декември 2022 г