Co je laserové svařování? Vysvětlení laserového svařování! Vše, co potřebujete vědět o laserovém svařování, včetně klíčového principu a hlavních procesních parametrů!
Mnoho zákazníků nechápe základní principy fungování laserového svařovacího stroje, natož pak výběr správného laserového svařovacího stroje. Mimowork Laser vám však pomůže s výběrem správného stroje a poskytne vám další podporu, která vám pomůže porozumět laserovému svařování.
Co je laserové svařování?
Laserové svařování je typ tavného svařování, při kterém se jako zdroj tepla používá laserový paprsek. Princip svařování spočívá ve specifické metodě stimulace aktivního média, čímž se vytvoří rezonanční kmitání dutiny a následná transformace na stimulovaný záření. Když se paprsek a obrobek dotknou, energie je absorbována obrobkem a jakmile teplota dosáhne bodu tání, materiál může být svařován.
Podle hlavního mechanismu svařovací lázně má laserové svařování dva základní mechanismy: svařování vedením tepla a svařování hlubokým průvarem (svařování klíčovou dírkou). Teplo generované svařováním vedením tepla se rozptyluje k obrobku přenosem tepla, takže se svarový povrch roztaví a nedochází k odpařování, což se často používá při svařování nízkorychlostních tenkých součástí. Při hlubokém tavení se materiál odpařuje a vytváří se velké množství plazmatu. V důsledku zvýšené teploty se v přední části roztavené lázně vyskytují otvory. Svařování hlubokým průvarem je nejrozšířenějším způsobem laserového svařování, který dokáže obrobek důkladně svařit a vstupní energie je obrovská, což vede k vysoké rychlosti svařování.
Procesní parametry při laserovém svařování
Existuje mnoho procesních parametrů, které ovlivňují kvalitu laserového svařování, jako je hustota výkonu, tvar vlny laserového pulzu, rozostření, rychlost svařování a volba pomocného ochranného plynu.
Hustota laserového výkonu
Hustota výkonu je jedním z nejdůležitějších parametrů při laserovém obrábění. Při vyšší hustotě výkonu se povrchová vrstva může zahřát k bodu varu během mikrosekundy, což vede k velkému odpařování. Vysoká hustota výkonu je proto výhodná pro procesy odstraňování materiálu, jako je vrtání, řezání a gravírování. Při nízké hustotě výkonu trvá několik milisekund, než povrchová teplota dosáhne bodu varu, a než se povrch odpaří, spodní vrstva dosáhne bodu tání, což umožňuje snadné vytvoření dobrého tavného svaru. Proto se při tepelně vodivém laserovém svařování pohybuje rozsah hustoty výkonu 104-106 W/cm2.
Tvar vlny laserového pulzu
Tvar vlny laserového pulzu není jen důležitým parametrem pro rozlišení mezi úběrem materiálu a tavením materiálu, ale také klíčovým parametrem pro určení objemu a nákladů na procesní zařízení. Když je laserový paprsek s vysokou intenzitou vyslán na povrch materiálu, povrch materiálu odrazí 60 ~ 90 % laserové energie, což se považuje za ztrátu, zejména u zlata, stříbra, mědi, hliníku, titanu a dalších materiálů, které mají silný odraz a rychlý přenos tepla. Odrazivost kovu se během laserového pulzu mění s časem. Když povrchová teplota materiálu stoupne k bodu tání, odrazivost rychle klesá a když je povrch v taveninovém stavu, odrazivost se stabilizuje na určité hodnotě.
Šířka laserového pulzu
Šířka pulzu je důležitým parametrem pulzního laserového svařování. Šířka pulzu byla určena hloubkou průvaru a tepelně ovlivněnou zónou. Čím delší byla šířka pulzu, tím větší byla tepelně ovlivněná zóna a hloubka průvaru se zvyšovala s polovičním výkonem šířky pulzu. Zvýšení šířky pulzu však snižuje špičkový výkon, takže se zvýšení šířky pulzu obecně používá pro tepelné vedení, což má za následek široký a mělký svar, vhodný zejména pro přeplátované svařování tenkých a silných plechů. Nižší špičkový výkon však vede k nadměrnému přívodu tepla a každý materiál má optimální šířku pulzu, která maximalizuje hloubku průvaru.
Množství rozostření
Laserové svařování obvykle vyžaduje určité rozostření, protože hustota výkonu v bodě středu laserového ohniska je příliš vysoká, což snadno vede k odpařování svařovaného materiálu do otvorů. Rozložení hustoty výkonu je v každé rovině vzdálené od laserového ohniska relativně rovnoměrné.
Existují dva režimy rozostření:
Pozitivní a negativní rozostření. Pokud se ohnisková rovina nachází nad obrobkem, jedná se o pozitivní rozostření; v opačném případě o negativní rozostření. Podle teorie geometrické optiky, když je vzdálenost mezi kladnou a negativní rovinou rozostření a rovinou svařování stejná, je hustota výkonu v odpovídající rovině přibližně stejná, ale ve skutečnosti je tvar výsledné taveniny odlišný. V případě negativního rozostření lze dosáhnout většího propalu, což souvisí s procesem tvorby taveniny.
Rychlost svařování
Rychlost svařování určuje kvalitu svařovaného povrchu, hloubku průvaru, tepelně ovlivněnou zónu atd. Rychlost svařování ovlivňuje příkon tepla za jednotku času. Pokud je rychlost svařování příliš pomalá, příkon tepla je příliš vysoký, což vede k propálení obrobku. Pokud je rychlost svařování příliš vysoká, příkon tepla je příliš malý, což vede k částečnému a nedokončenému svaření obrobku. Snížení rychlosti svařování se obvykle používá ke zlepšení průvaru.
Pomocný ochranný plyn proti úderu
Pomocný ochranný plyn proti foukání je nezbytným postupem při vysokovýkonném laserovém svařování. Na jedné straně zabraňuje rozprašování kovových materiálů a kontaminaci zaostřovacího zrcadla; na druhé straně zabraňuje přílišnému zaostřování plazmy generované při svařování a zabraňuje dosažení laseru na povrchu materiálu. Při laserovém svařování se často používají hélium, argon, dusík a další plyny k ochraně roztavené lázně, aby se zabránilo oxidaci obrobku ve svařovací technice. Faktory, jako je typ ochranného plynu, velikost proudu vzduchu a úhel foukání, mají velký vliv na výsledky svařování a různé metody foukání budou mít také určitý vliv na kvalitu svařování.
Naše doporučená ruční laserová svářečka:
Laserová svářečka - pracovní prostředí
◾ Teplotní rozsah pracovního prostředí: 15~35 ℃
◾ Rozsah vlhkosti pracovního prostředí: < 70 % Bez kondenzace
◾ Chlazení: vodní chladič je nezbytný kvůli funkci odvodu tepla od laserových komponentů, které teplo rozptylují, a zajišťuje tak bezproblémový chod laserového svářecího stroje.
(Podrobný návod k použití a návod k vodnímu chladiči naleznete na:Opatření proti mrazu pro CO2 laserový systém)
Chcete se dozvědět více o laserových svářečkách?
Čas zveřejnění: 22. prosince 2022