Šta je lasersko zavarivanje? Objašnjenje laserskog zavarivanja! Sve što trebate znati o laserskom zavarivanju, uključujući ključni princip i glavne parametre procesa!
Mnogi kupci ne razumiju osnovne principe rada laserskog aparata za zavarivanje, a kamoli odabir pravog laserskog aparata za zavarivanje, međutim, Mimowork Laser je tu da vam pomogne da donesete pravu odluku i pruži dodatnu podršku kako biste bolje razumjeli lasersko zavarivanje.
Šta je lasersko zavarivanje?
Lasersko zavarivanje je vrsta zavarivanja topljenjem, koje koristi laserski snop kao izvor topline za zavarivanje. Princip zavarivanja je specifična metoda stimuliranja aktivnog medija, formirajući rezonantne oscilacije šupljine, koje se zatim transformiraju u stimulirani snop zračenja. Kada se snop i radni komad međusobno dodirnu, radni komad apsorbira energiju. Kada temperatura dostigne tačku topljenja, materijal se može zavariti.
Prema glavnom mehanizmu zavarivanja, lasersko zavarivanje ima dva osnovna mehanizma zavarivanja: zavarivanje kondukcijom toplote i zavarivanje dubokom penetracijom (zavarivanje ključaonice). Toplota generisana zavarivanjem kondukcijom toplote se difuzuje na radni komad putem prenosa toplote, tako da se površina zavara topi, bez isparavanja, što se često koristi pri zavarivanju tankih komponenti pri maloj brzini. Duboko topljenje isparava materijal i formira veliku količinu plazme. Zbog povišene toplote, na prednjoj strani rastopljenog bazena će se pojaviti rupe. Duboko penetrirajuće zavarivanje je najčešće korišteni način laserskog zavarivanja, može temeljno zavariti radni komad, a ulazna energija je ogromna, što dovodi do velike brzine zavarivanja.
Parametri procesa u laserskom zavarivanju
Postoji mnogo procesnih parametara koji utiču na kvalitet laserskog zavarivanja, kao što su gustina snage, oblik talasa laserskog impulsa, defokusiranje, brzina zavarivanja i izbor pomoćnog zaštitnog gasa.
Gustoća snage lasera
Gustoća snage je jedan od najvažnijih parametara u laserskoj obradi. S većom gustoćom snage, površinski sloj se može zagrijati do tačke ključanja u mikrosekundi, što rezultira velikom količinom isparavanja. Stoga je visoka gustoća snage prednost za procese uklanjanja materijala kao što su bušenje, rezanje i graviranje. Kod niske gustoće snage, potrebno je nekoliko milisekundi da temperatura površine dostigne tačku ključanja, a prije nego što površina ispari, dno dostigne tačku topljenja, što olakšava formiranje dobrog zavara topljenjem. Stoga, kod laserskog zavarivanja provođenjem toplote, raspon gustoće snage je 104-106 W/cm2.
Oblik laserskog impulsa
Oblik laserskog impulsa nije samo važan parametar za razlikovanje uklanjanja materijala od topljenja materijala, već i ključni parametar za određivanje obima i cijene opreme za obradu. Kada se laserski snop visokog intenziteta usmjeri na površinu materijala, površina materijala će imati 60 ~ 90% laserske energije reflektovane i smatraće se gubitkom, posebno zlato, srebro, bakar, aluminijum, titanijum i drugi materijali koji imaju jaku refleksiju i brz prenos toplote. Refleksija metala varira s vremenom tokom laserskog impulsa. Kada temperatura površine materijala poraste do tačke topljenja, refleksija brzo opada, a kada je površina u stanju topljenja, refleksija se stabilizuje na određenoj vrijednosti.
Širina laserskog impulsa
Širina impulsa je važan parametar pulsirajućeg laserskog zavarivanja. Širina impulsa je određena dubinom prodiranja i zonom utjecaja topline. Što je širina impulsa bila duža, to je zona utjecaja topline bila veća, a dubina prodiranja se povećavala s polovinom snage širine impulsa. Međutim, povećanje širine impulsa smanjit će vršnu snagu, pa se povećanje širine impulsa općenito koristi za zavarivanje kondukcijom topline, što rezultira širokim i plitkim zavarom, posebno pogodnim za preklopno zavarivanje tankih i debelih ploča. Međutim, niža vršna snaga rezultira prekomjernim unosom topline, a svaki materijal ima optimalnu širinu impulsa koja maksimizira dubinu prodiranja.
Količina defokusiranja
Lasersko zavarivanje obično zahtijeva određenu količinu defokusiranja, jer je gustoća snage centra tačke u laserskom fokusu previsoka, što lako dovodi do isparavanja materijala za zavarivanje u rupe. Raspodjela gustoće snage je relativno ujednačena u svakoj ravni dalje od laserskog fokusa.
Postoje dva načina defokusiranja:
Pozitivna i negativna defokusacija. Ako se žarišna ravan nalazi iznad obratka, to je pozitivna defokusacija; u suprotnom, to je negativna defokusacija. Prema teoriji geometrijske optike, kada je udaljenost između pozitivne i negativne ravni defokusiranja i ravni zavarivanja jednaka, gustina snage na odgovarajućoj ravni je približno ista, ali je u stvari dobijeni oblik rastopljenog kupatila drugačiji. U slučaju negativne defokusacije, može se postići veća penetracija, što je povezano s procesom formiranja rastopljenog kupatila.
Brzina zavarivanja
Brzina zavarivanja određuje kvalitet površine zavarivanja, dubinu prodiranja, zonu utjecaja topline i tako dalje. Brzina zavarivanja će utjecati na unos topline po jedinici vremena. Ako je brzina zavarivanja premala, unos topline je prevelik, što rezultira progorijevanjem obratka. Ako je brzina zavarivanja prevelika, unos topline je premalen, što rezultira djelomičnim i nedovršenim zavarivanjem obratka. Smanjenje brzine zavarivanja obično se koristi za poboljšanje prodiranja.
Pomoćni plin za zaštitu od udara
Pomoćni plin za zaštitu od prodiranja je bitan postupak kod laserskog zavarivanja visoke snage. S jedne strane, sprječava prskanje metalnih materijala i kontaminaciju fokusnog ogledala; s druge strane, sprječava previše fokusiranja plazme koja se stvara u procesu zavarivanja i sprječava da laser dosegne površinu materijala. U procesu laserskog zavarivanja, helij, argon, dušik i drugi plinovi se često koriste za zaštitu rastopljenog sloja, kako bi se spriječila oksidacija radnog komada u tehnici zavarivanja. Faktori poput vrste zaštitnog plina, veličine protoka zraka i kuta prodiranja imaju veliki utjecaj na rezultate zavarivanja, a različite metode prodiranja također će imati određeni utjecaj na kvalitet zavarivanja.
Naš preporučeni ručni laserski aparat za zavarivanje:
Laserski aparat za zavarivanje - Radno okruženje
◾ Temperaturni raspon radne okoline: 15~35 ℃
◾ Raspon vlažnosti radne okoline: < 70% Bez kondenzacije
◾ Hlađenje: vodeni hladnjak je neophodan zbog funkcije odvođenja toplote za komponente lasera koje rasipaju toplotu, osiguravajući pravilan rad laserskog aparata za zavarivanje.
(Detaljni vodič za upotrebu i o hladnjaku vode možete pronaći na:Mjere zaštite od smrzavanja za CO2 laserski sistem)
Želite li saznati više o laserskim aparatima za zavarivanje?
Vrijeme objave: 22. decembar 2022.