Какво е лазерно заваряване? Обяснение на лазерното заваряване! Всичко, което трябва да знаете за лазерното заваряване, включително ключов принцип и основни параметри на процеса!
Много клиенти не разбират основните принципи на работа на лазерната заваръчна машина, камо ли да изберат правилната лазерна заваръчна машина, 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 чрез топене, при което лазерният лъч се използва като източник на топлина за заваряване. Принципът на заваряване е специфичен метод за стимулиране на активната среда, образувайки резонансни трептения в кухината, които след това се трансформират в стимулиран лъч. Когато лъчът и детайлът се докоснат, енергията се абсорбира от детайла и когато температурата достигне точката на топене, материалът може да се заварява.
Според основния механизъм на заваръчната вана, лазерното заваряване има два основни механизма: топлопроводимо заваряване и заваряване с дълбоко проникване (с ключалка). Топлината, генерирана от топлопроводимото заваряване, се разпръсква към детайла чрез топлопренос, така че заваръчната повърхност се разтопява, без да се получава изпарение, което често се използва при заваряване на тънки компоненти с ниска скорост. Дълбокото топене изпарява материала и образува голямо количество плазма. Поради повишената температура, в предната част на разтопената вана ще има дупки. Дълбокото проникване е най-широко използваният метод на лазерно заваряване, той може да завари детайла старателно, а вложената енергия е огромна, което води до висока скорост на заваряване.
Параметри на процеса при лазерно заваряване
Има много параметри на процеса, които влияят на качеството на лазерното заваряване, като например плътност на мощността, форма на вълната на лазерния импулс, разфокусиране, скорост на заваряване и избор на спомагателен защитен газ.
Плътност на мощността на лазера
Плътността на мощността е един от най-важните параметри при лазерната обработка. При 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 предимство за процеси на отстраняване на материали като пробиване, рязане и гравиране. При ниска плътност на мощността са необходими няколко милисекунди, за да достигне температурата на повърхността точката на кипене, и преди повърхността да се изпари, долната част достига точката на топене, което улеснява образуването на добър заваръчен шев чрез топене. Следователно, при лазерно заваряване с топлопроводимост, диапазонът на плътността на мощността е 104-106 W/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 високоинтензивният лазерен лъч бъде насочен към повърхността на материала, повърхността на материала ще отрази 60 ~ 90% от лазерната енергия и ще се счита за загуба, особено при злато, сребро, мед, алуминий, титан и други материали, които имат силно отражение и бърз топлопренос. Отражателната способност на метала варира с времето по време на лазерния импулс. Когато температурата на повърхността на материала се повиши до точката на топене, отражателната способност намалява бързо, а когато повърхността е в състояние на топене, отражателната способност се стабилизира на определена стойност.
Ширина на лазерния импулс
Ширината на импулса е важен параметър при импулсното лазерно заваряване. Ширината на импулса се определя от дълбочината на проникване и зоната на топлинно въздействие. Колкото по-дълга е ширината на импулса, толкова по-голяма е зоната на топлинно въздействие, а дълбочината на проникване се увеличава с 1/2 от мощността 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 топлопроводимо заваряване, което води до широк и плитък размер на заварката, особено подходящ за заваряване с припокриване на тънки и дебели плочи. По-ниската пикова мощност обаче води до излишно подаване на топлина, а всеки материал има оптимална ширина на импулса, която максимизира дълбочината на проникване.
Количество на разфокусиране
Лазерното заваряване обикновено изисква известно разфокусиране, тъй като плътността на мощността в центъра на точката в лазерния фокус е твърде висока, което лесно води до 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 е отрицателен дефокус. Според теорията на геометричната оптика, когато разстоянието между положителната и отрицателната дефокусираща равнина и равнината на заваряване е равно, плътността на мощността в съответната равнина е приблизително еднаква, но всъщност формата на получената разтопена вана е различна. В случай на отрицателен дефокус може да се получи по-голямо проникване, което е свързано с процеса на образуване на разтопена вана.
Скорост на заваряване
Скоростта на заваряване определя качеството на заваръчната повърхност, дълбочината на проникване, зоната на топлинно въздействие и т.н. Скоростта на заваряване ще повлияе на вложената топлина за единица време. Ако скоростта на заваряване е твърде бавна, вложената топлина е твърде висока, което води до изгаряне на детайла. Ако скоростта на заваряване е твърде висока, вложената топлина е твърде малка, което води до частично и недовършено заваряване на детайла. Намаляването на скоростта на заваряване обикновено се използва за подобряване на проникването.
Допълнителен газ за защита от издухване
Допълнителният защитен газ е съществена процедура при лазерно заваряване с висока мощност. От една страна, той предотвратява разпрашването на метални материали и замърсяването на фокусиращото огледало; от друга страна, той предотвратява прекаленото фокусиране на генерираната по време на заваряването плазма и предотвратява достигането на лазера до повърхността на материала. В процеса на лазерно заваряване хелий, аргон, азот и други газове често се използват за защита на разтопената вана, за да се предотврати окисляването на детайла в заваръчната техника. Фактори като вида на защитния газ, размерът на въздушния поток и ъгълът на обдухване оказват голямо влияние върху резултатите от заваряването, а различните методи на обдухване също оказват известно влияние върху качеството на заваряването.
Препоръчителният от нас ръчен лазерен заваръчен апарат:
Лазерен заваръчен апарат - 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 отвеждане на топлината от лазерните компоненти, разсейващи топлината, осигурявайки добрата работа на лазерния заваръчен апарат.
(Подробно ръководство за употреба и употреба относно воден охладител, можете да проверите:Мерки за защита от замръзване за CO2 лазерна система)
Искате да научите повече за лазерните заваръчни апарати?
Време на публикуване: 22 декември 2022 г.