Τι είναι η συγκόλληση με λέιζερ; Επεξήγηση της συγκόλλησης με λέιζερ! Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τη συγκόλληση με λέιζερ, συμπεριλαμβανομένων των βασικών αρχών και των κύριων παραμέτρων της διαδικασίας!
Πολλοί πελάτες δεν κατανοούν τις βασικές αρχές λειτουργίας της μηχανής συγκόλλησης με λέιζερ, πόσο μάλλον την επιλογή της σωστής μηχανής συγκόλλησης με λέιζερ. Ωστόσο, η Mimowork Laser είναι εδώ για να σας βοηθήσει να πάρετε τη σωστή απόφαση και να σας παρέχει πρόσθετη υποστήριξη στην κατανόηση της συγκόλλησης με λέιζερ.
Τι είναι η συγκόλληση με λέιζερ;
Η συγκόλληση με λέιζερ είναι ένας τύπος συγκόλλησης τήξης, χρησιμοποιώντας τη δέσμη λέιζερ ως πηγή θερμότητας συγκόλλησης. Η αρχή της συγκόλλησης είναι ότι μια συγκεκριμένη μέθοδος διεγείρει το ενεργό μέσο, σχηματίζοντας ταλάντωση συντονισμένης κοιλότητας και στη συνέχεια μετατρέπει την σε διεγερμένη δέσμη ακτινοβολίας. Όταν η δέσμη και το τεμάχιο εργασίας έρχονται σε επαφή μεταξύ τους, η ενέργεια απορροφάται από το τεμάχιο εργασίας και όταν η θερμοκρασία φτάσει στο σημείο τήξης του υλικού, μπορεί να συγκολληθεί.
Σύμφωνα με τον κύριο μηχανισμό της δεξαμενής συγκόλλησης, η συγκόλληση με λέιζερ έχει δύο βασικούς μηχανισμούς συγκόλλησης: τη συγκόλληση με θερμική αγωγιμότητα και τη συγκόλληση βαθιάς διείσδυσης (κλειδαρότρυπας). Η θερμότητα που παράγεται από τη συγκόλληση με θερμική αγωγιμότητα διαχέεται στο τεμάχιο εργασίας μέσω μεταφοράς θερμότητας, έτσι ώστε η επιφάνεια συγκόλλησης να λιώνει, χωρίς να συμβαίνει εξάτμιση, κάτι που χρησιμοποιείται συχνά στη συγκόλληση λεπτών εξαρτημάτων χαμηλής ταχύτητας. Η συγκόλληση βαθιάς σύντηξης εξατμίζει το υλικό και σχηματίζει μεγάλη ποσότητα πλάσματος. Λόγω της αυξημένης θερμότητας, θα υπάρχουν οπές στο μπροστινό μέρος της δεξαμενής τηγμένου υλικού. Η συγκόλληση βαθιάς διείσδυσης είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη λειτουργία συγκόλλησης με λέιζερ, μπορεί να συγκολλήσει το τεμάχιο εργασίας πλήρως και η ενέργεια εισόδου είναι τεράστια, οδηγώντας σε γρήγορη ταχύτητα συγκόλλησης.
Παράμετροι διεργασίας στη συγκόλληση με λέιζερ
Υπάρχουν πολλές παράμετροι διεργασίας που επηρεάζουν την ποιότητα της συγκόλλησης με λέιζερ, όπως η πυκνότητα ισχύος, η κυματομορφή παλμού λέιζερ, η αποεστίαση, η ταχύτητα συγκόλλησης και η επιλογή του βοηθητικού αερίου θωράκισης.
Πυκνότητα ισχύος λέιζερ
Η πυκνότητα ισχύος είναι μία από τις πιο σημαντικές παραμέτρους στην επεξεργασία με λέιζερ. Με υψηλότερη πυκνότητα ισχύος, το επιφανειακό στρώμα μπορεί να θερμανθεί σε σημείο βρασμού μέσα σε ένα μικροδευτερόλεπτο, με αποτέλεσμα μεγάλη ποσότητα εξάτμισης. Επομένως, η υψηλή πυκνότητα ισχύος είναι πλεονεκτική για διεργασίες αφαίρεσης υλικού όπως τρύπημα, κοπή και χάραξη. Για χαμηλή πυκνότητα ισχύος, χρειάζονται αρκετά χιλιοστά του δευτερολέπτου για να φτάσει η θερμοκρασία της επιφάνειας στο σημείο βρασμού και πριν εξατμιστεί η επιφάνεια, ο πυθμένας φτάνει στο σημείο τήξης, γεγονός που είναι εύκολο να σχηματιστεί μια καλή συγκόλληση τήξης. Επομένως, με τη μορφή συγκόλλησης με λέιζερ θερμικής αγωγιμότητας, το εύρος πυκνότητας ισχύος είναι 104-106W/cm2.
Κυματομορφή παλμού λέιζερ
Η κυματομορφή παλμού λέιζερ δεν είναι μόνο μια σημαντική παράμετρος για τη διάκριση της αφαίρεσης υλικού από την τήξη υλικού, αλλά και μια βασική παράμετρος για τον προσδιορισμό του όγκου και του κόστους του εξοπλισμού επεξεργασίας. Όταν η δέσμη λέιζερ υψηλής έντασης εκτοξεύεται στην επιφάνεια του υλικού, η επιφάνεια του υλικού θα έχει ανακλώμενη και θεωρούμενη απώλεια 60 ~ 90% της ενέργειας λέιζερ, ειδικά χρυσός, ασήμι, χαλκός, αλουμίνιο, τιτάνιο και άλλα υλικά που έχουν ισχυρή ανάκλαση και γρήγορη μεταφορά θερμότητας. Η ανακλαστικότητα ενός μετάλλου ποικίλλει με την πάροδο του χρόνου κατά τη διάρκεια ενός παλμού λέιζερ. Όταν η θερμοκρασία της επιφάνειας του υλικού ανέβει στο σημείο τήξης, η ανακλαστικότητα μειώνεται γρήγορα και όταν η επιφάνεια βρίσκεται σε κατάσταση τήξης, η ανακλαστικότητα σταθεροποιείται σε μια ορισμένη τιμή.
Πλάτος παλμού λέιζερ
Το πλάτος παλμού είναι μια σημαντική παράμετρος της συγκόλλησης με παλμικό λέιζερ. Το πλάτος παλμού καθορίστηκε από το βάθος διείσδυσης και τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα. Όσο μεγαλύτερο ήταν το πλάτος παλμού, τόσο μεγαλύτερη ήταν η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και το βάθος διείσδυσης αυξανόταν με το 1/2 της ισχύος του πλάτους παλμού. Ωστόσο, η αύξηση του πλάτους παλμού θα μειώσει τη μέγιστη ισχύ, επομένως η αύξηση του πλάτους παλμού χρησιμοποιείται γενικά για συγκόλληση με θερμική αγωγιμότητα, με αποτέλεσμα ένα ευρύ και ρηχό μέγεθος συγκόλλησης, ιδιαίτερα κατάλληλο για συγκόλληση με επικάλυψη λεπτών και παχιών πλακών. Ωστόσο, η χαμηλότερη μέγιστη ισχύς έχει ως αποτέλεσμα υπερβολική είσοδο θερμότητας και κάθε υλικό έχει ένα βέλτιστο πλάτος παλμού που μεγιστοποιεί το βάθος διείσδυσης.
Ποσότητα αποεστίασης
Η συγκόλληση με λέιζερ συνήθως απαιτεί μια ορισμένη ποσότητα αποεστίασης, επειδή η πυκνότητα ισχύος του κέντρου κηλίδας στην εστίαση λέιζερ είναι πολύ υψηλή, γεγονός που καθιστά εύκολο το υλικό συγκόλλησης να εξατμιστεί στις οπές. Η κατανομή της πυκνότητας ισχύος είναι σχετικά ομοιόμορφη σε κάθε επίπεδο μακριά από την εστίαση λέιζερ.
Υπάρχουν δύο λειτουργίες αποεστίασης:
Θετική και αρνητική αποεστίαση. Εάν το εστιακό επίπεδο βρίσκεται πάνω από το τεμάχιο εργασίας, πρόκειται για θετική αποεστίαση. Διαφορετικά, πρόκειται για αρνητική αποεστίαση. Σύμφωνα με τη θεωρία της γεωμετρικής οπτικής, όταν η απόσταση μεταξύ των θετικών και αρνητικών επιπέδων αποεστίασης και του επιπέδου συγκόλλησης είναι ίση, η πυκνότητα ισχύος στο αντίστοιχο επίπεδο είναι περίπου η ίδια, αλλά στην πραγματικότητα, το σχήμα της λιωμένης λίμνης που προκύπτει είναι διαφορετικό. Στην περίπτωση της αρνητικής αποεστίασης, μπορεί να επιτευχθεί μεγαλύτερη διείσδυση, η οποία σχετίζεται με τη διαδικασία σχηματισμού της λιωμένης λίμνης.
Ταχύτητα συγκόλλησης
Η ταχύτητα συγκόλλησης καθορίζει την ποιότητα της επιφάνειας συγκόλλησης, το βάθος διείσδυσης, την επηρεαζόμενη από τη θερμότητα ζώνη κ.ο.κ. Η ταχύτητα συγκόλλησης θα επηρεάσει την εισερχόμενη θερμότητα ανά μονάδα χρόνου. Εάν η ταχύτητα συγκόλλησης είναι πολύ αργή, η εισερχόμενη θερμότητα είναι πολύ υψηλή, με αποτέλεσμα το τεμάχιο να καίγεται. Εάν η ταχύτητα συγκόλλησης είναι πολύ γρήγορη, η εισερχόμενη θερμότητα είναι πολύ μικρή, με αποτέλεσμα το τεμάχιο να συγκολληθεί μερικώς και ατελώς. Η μείωση της ταχύτητας συγκόλλησης χρησιμοποιείται συνήθως για τη βελτίωση της διείσδυσης.
Βοηθητικό αέριο προστασίας από χτυπήματα
Το βοηθητικό αέριο προστασίας από το φύσημα είναι μια απαραίτητη διαδικασία στη συγκόλληση με λέιζερ υψηλής ισχύος. Αφενός, για την αποτροπή ψεκασμού μεταλλικών υλικών και μόλυνσης του καθρέφτη εστίασης. Αφετέρου, για την αποτροπή υπερβολικής εστίασης του πλάσματος που παράγεται κατά τη διαδικασία συγκόλλησης και την αποτροπή της εμβέλειας του λέιζερ στην επιφάνεια του υλικού. Κατά τη διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ, συχνά χρησιμοποιούνται ήλιο, αργό, άζωτο και άλλα αέρια για την προστασία της λιωμένης δεξαμενής, έτσι ώστε να αποτρέπεται η οξείδωση του τεμαχίου εργασίας κατά τη συγκόλληση. Παράγοντες όπως ο τύπος του προστατευτικού αερίου, το μέγεθος της ροής αέρα και η γωνία εμφύσησης έχουν μεγάλο αντίκτυπο στα αποτελέσματα της συγκόλλησης, και οι διαφορετικές μέθοδοι εμφύσησης θα έχουν επίσης κάποιο αντίκτυπο στην ποιότητα της συγκόλλησης.
Συνιστώμενη φορητή μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ:
Λέιζερ συγκόλλησης - Εργασιακό περιβάλλον
◾ Εύρος θερμοκρασίας περιβάλλοντος εργασίας: 15~35 ℃
◾ Εύρος υγρασίας περιβάλλοντος εργασίας: < 70% Χωρίς συμπύκνωση
◾ Ψύξη: Ο ψύκτης νερού είναι απαραίτητος λόγω της λειτουργίας αφαίρεσης θερμότητας για τα εξαρτήματα που απάγουν τη θερμότητα με λέιζερ, διασφαλίζοντας την καλή λειτουργία της μηχανής συγκόλλησης με λέιζερ.
(Για λεπτομερή χρήση και οδηγό σχετικά με τον ψύκτη νερού, μπορείτε να ελέγξετε τα εξής:Μέτρα προστασίας από τον παγετό για το σύστημα λέιζερ CO2)
Θέλετε να μάθετε περισσότερα για τις μηχανές συγκόλλησης με λέιζερ;
Ώρα δημοσίευσης: 22 Δεκεμβρίου 2022