लेज़र वेल्डिंग को निरंतर या स्पंदित लेज़र जनरेटर द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। लेज़र वेल्डिंग के सिद्धांत को ऊष्मा चालन वेल्डिंग और लेज़र डीप फ्यूजन वेल्डिंग में विभाजित किया जा सकता है। 104 ~ 105 W/cm2 से कम शक्ति घनत्व ऊष्मा चालन वेल्डिंग है, इस समय पिघलने की गहराई और वेल्डिंग की गति धीमी होती है; जब शक्ति घनत्व 105 ~ 107 W/cm2 से अधिक होता है, तो धातु की सतह ऊष्मा के प्रभाव में "कीहोल" में अवतल हो जाती है, जिससे डीप फ्यूजन वेल्डिंग बनती है, जिसमें तेज़ वेल्डिंग गति और बड़े गहराई-चौड़ाई अनुपात की विशेषताएँ होती हैं।
आज, हम मुख्य रूप से उन प्रमुख कारकों के ज्ञान को कवर करेंगे जो लेजर डीप फ्यूजन वेल्डिंग की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं
1. लेज़र पावर
लेज़र डीप फ्यूजन वेल्डिंग में, लेज़र शक्ति प्रवेश गहराई और वेल्डिंग गति दोनों को नियंत्रित करती है। वेल्ड गहराई सीधे बीम शक्ति घनत्व से संबंधित होती है और यह आपतित बीम शक्ति और बीम फोकल स्पॉट का एक कार्य है। सामान्यतः, एक निश्चित व्यास वाली लेज़र किरण के लिए, बीम शक्ति में वृद्धि के साथ प्रवेश गहराई भी बढ़ जाती है।
2. फोकल स्पॉट
लेज़र वेल्डिंग में बीम स्पॉट का आकार सबसे महत्वपूर्ण चरों में से एक है क्योंकि यह शक्ति घनत्व निर्धारित करता है। लेकिन उच्च-शक्ति लेज़रों के लिए इसे मापना एक चुनौती है, हालाँकि कई अप्रत्यक्ष माप तकनीकें उपलब्ध हैं।
किरण फोकस के विवर्तन सीमा बिंदु आकार की गणना विवर्तन सिद्धांत के अनुसार की जा सकती है, लेकिन खराब फोकल परावर्तन के कारण वास्तविक बिंदु आकार परिकलित मान से बड़ा होता है। सबसे सरल मापन विधि आइसो-तापमान प्रोफ़ाइल विधि है, जो मोटे कागज़ को जलाने और पॉलीप्रोपाइलीन प्लेट में प्रवेश करने के बाद फोकल बिंदु के व्यास और छिद्रण को मापती है। मापन अभ्यास के माध्यम से, यह विधि लेज़र शक्ति आकार और किरण क्रिया समय में महारत हासिल करती है।
3. सुरक्षात्मक गैस
लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया अक्सर पिघले हुए पूल की सुरक्षा के लिए सुरक्षात्मक गैसों (हीलियम, आर्गन, नाइट्रोजन) का उपयोग करती है, जो वेल्डिंग प्रक्रिया में वर्कपीस को ऑक्सीकरण से रोकती है। सुरक्षात्मक गैस का उपयोग करने का दूसरा कारण फोकसिंग लेंस को धातु के वाष्पों द्वारा संदूषण और तरल बूंदों द्वारा स्पटरिंग से बचाना है। विशेष रूप से उच्च-शक्ति लेजर वेल्डिंग में, इजेक्टा बहुत शक्तिशाली हो जाता है, लेंस की सुरक्षा करना आवश्यक है। सुरक्षात्मक गैस का तीसरा प्रभाव यह है कि यह उच्च-शक्ति लेजर वेल्डिंग द्वारा उत्पादित प्लाज्मा परिरक्षण को फैलाने में बहुत प्रभावी है। धातु वाष्प लेजर बीम को अवशोषित करता है और प्लाज्मा बादल में आयनित होता है। धातु वाष्प के चारों ओर सुरक्षात्मक गैस भी गर्मी के कारण आयनित होती है। यदि बहुत अधिक प्लाज्मा है, तो लेजर बीम किसी तरह प्लाज्मा द्वारा भस्म हो जाता है
उचित परिरक्षण गैस का चयन कैसे करें?
4. अवशोषण दर
किसी पदार्थ का लेज़र अवशोषण उसके कुछ महत्वपूर्ण गुणों पर निर्भर करता है, जैसे अवशोषण दर, परावर्तन, तापीय चालकता, गलनांक और वाष्पीकरण तापमान। इन सभी कारकों में, सबसे महत्वपूर्ण है अवशोषण दर।
लेज़र किरण के प्रति पदार्थ की अवशोषण दर को दो कारक प्रभावित करते हैं। पहला, पदार्थ का प्रतिरोध गुणांक। यह पाया गया है कि पदार्थ की अवशोषण दर प्रतिरोध गुणांक के वर्गमूल के समानुपाती होती है, और प्रतिरोध गुणांक तापमान के साथ बदलता रहता है। दूसरा, पदार्थ की सतह की स्थिति (या फिनिश) का किरण की अवशोषण दर पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, जिसका वेल्डिंग प्रभाव पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
5. वेल्डिंग गति
वेल्डिंग की गति का प्रवेश की गहराई पर बहुत प्रभाव पड़ता है। गति बढ़ाने से प्रवेश की गहराई कम हो जाएगी, लेकिन बहुत कम गति से सामग्री अत्यधिक पिघल जाएगी और वर्कपीस वेल्डिंग के माध्यम से गुजर जाएगी। इसलिए, एक निश्चित लेज़र शक्ति और एक निश्चित मोटाई वाली किसी विशेष सामग्री के लिए एक उपयुक्त वेल्डिंग गति सीमा होती है, और संबंधित गति मान पर अधिकतम प्रवेश गहराई प्राप्त की जा सकती है।
6. फोकस लेंस की फोकल लंबाई
वेल्डिंग गन के हेड में आमतौर पर एक फ़ोकस लेंस लगाया जाता है, और आमतौर पर 63 ~ 254 मिमी (व्यास 2.5 "~ 10") फ़ोकल लंबाई चुनी जाती है। फ़ोकस स्पॉट का आकार फ़ोकल लंबाई के समानुपाती होता है। फ़ोकल लंबाई जितनी कम होगी, स्पॉट उतना ही छोटा होगा। हालाँकि, फ़ोकल लंबाई की लंबाई फ़ोकस की गहराई को भी प्रभावित करती है, अर्थात, फ़ोकस की गहराई फ़ोकल लंबाई के साथ-साथ बढ़ती है, इसलिए कम फ़ोकल लंबाई पावर घनत्व में सुधार कर सकती है, लेकिन क्योंकि फ़ोकस की गहराई कम होती है, लेंस और वर्कपीस के बीच की दूरी को सटीक रूप से बनाए रखा जाना चाहिए, और प्रवेश की गहराई अधिक नहीं होनी चाहिए। वेल्डिंग के दौरान स्पलैश और लेज़र मोड के प्रभाव के कारण, वास्तविक वेल्डिंग में उपयोग की जाने वाली सबसे छोटी फ़ोकल गहराई अधिकतर 126 मिमी (व्यास 5 ") होती है। 254 मिमी (व्यास 10 ") की फ़ोकल लंबाई वाला लेंस तब चुना जा सकता है जब सीम बड़ा हो या स्पॉट आकार बढ़ाकर वेल्ड को बढ़ाने की आवश्यकता हो। इस स्थिति में, गहरे प्रवेश छिद्र प्रभाव को प्राप्त करने के लिए उच्च लेज़र आउटपुट पावर (पावर घनत्व) की आवश्यकता होती है।
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पोस्ट करने का समय: 27-सितंबर-2022