Što je lasersko zavarivanje? Objašnjenje laserskog zavarivanja! Sve što trebate znati o laserskom zavarivanju, uključujući ključni princip i glavne procesne parametre!
Mnogi kupci ne razumiju osnovne principe rada laserskog stroja za zavarivanje, a kamoli odabir pravog laserskog stroja za zavarivanje, no Mimowork Laser je tu da vam pomogne donijeti pravu odluku i pruži dodatnu podršku kako biste bolje razumjeli lasersko zavarivanje.
Što je lasersko zavarivanje?
Lasersko zavarivanje je vrsta zavarivanja taljenjem, korištenjem laserske zrake kao izvora topline za zavarivanje. Princip zavarivanja je specifična metoda stimuliranja aktivnog medija, stvaranjem rezonantnih oscilacija šupljine, koje se zatim pretvaraju u stimulirani snop zračenja. Kada se snop i radni komad međusobno dodirnu, radni komad apsorbira energiju. Kada temperatura dosegne točku taljenja, materijal se može zavariti.
Prema glavnom mehanizmu zavarivanja u zavarivačkoj kupki, lasersko zavarivanje ima dva osnovna mehanizma zavarivanja: zavarivanje toplinskom kondukcijom i zavarivanje dubokom penetracijom (zavarivanje ključaonicom). Toplina generirana zavarivanjem toplinskom kondukcijom difuzira se na radni komad prijenosom topline, tako da se površina zavara topi, bez isparavanja, što se često koristi pri zavarivanju tankih komponenti pri maloj brzini. Duboko taljenjem isparava materijal i stvara se velika količina plazme. Zbog povišene topline, na prednjoj strani rastaljene kupke bit će rupa. Duboko penetrirano zavarivanje je najčešće korišteni način laserskog zavarivanja, može temeljito zavariti radni komad, a ulazna energija je ogromna, što dovodi do velike brzine zavarivanja.
Parametri procesa u laserskom zavarivanju
Postoje mnogi procesni parametri koji utječu na kvalitetu laserskog zavarivanja, kao što su gustoća snage, oblik vala laserskog impulsa, defokusiranje, brzina zavarivanja i izbor pomoćnog zaštitnog plina.
Gustoća laserske snage
Gustoća snage jedan je od najvažnijih parametara u laserskoj obradi. S većom gustoćom snage, površinski sloj može se zagrijati do točke vrelišta unutar mikrosekunde, što rezultira velikom količinom isparavanja. Stoga je visoka gustoća snage prednost za procese uklanjanja materijala poput bušenja, rezanja i graviranja. Kod niske gustoće snage potrebno je nekoliko milisekundi da temperatura površine dosegne točku vrelišta, a prije nego što površina ispari, dno dosegne točku taljenja, što omogućuje dobro zavarivanje taljenjem. Stoga je kod laserskog zavarivanja toplinskom vodljivošću raspon gustoće snage 104-106 W/cm2.
Valni oblik laserskog impulsa
Oblik vala laserskog impulsa nije samo važan parametar za razlikovanje uklanjanja materijala od taljenja materijala, već i ključni parametar za određivanje volumena i troškova opreme za obradu. Kada se laserska zraka visokog intenziteta usmjeri na površinu materijala, površina materijala će imati 60 ~ 90% laserske energije reflektirane i smatrat će se gubitkom, posebno zlato, srebro, bakar, aluminij, titan i drugi materijali koji imaju jaku refleksiju i brz prijenos topline. Refleksija metala mijenja se s vremenom tijekom laserskog impulsa. Kada temperatura površine materijala poraste do točke taljenja, refleksija se brzo smanjuje, a kada je površina u stanju taljenja, refleksija se stabilizira na određenoj vrijednosti.
Širina laserskog impulsa
Širina impulsa važan je parametar pulsirajućeg laserskog zavarivanja. Širina impulsa određena je dubinom prodiranja i zonom utjecaja topline. Što je širina impulsa bila dulja, to je zona utjecaja topline bila veća, a dubina prodiranja povećavala se s 1/2 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 središta točke u laserskom fokusu previsoka, što lako dovodi do isparavanja materijala za zavarivanje u rupe. Raspodjela gustoće snage je relativno jednolika u svakoj ravnini dalje od laserskog fokusa.
Postoje dva načina defokusiranja:
Pozitivna i negativna defokusacija. Ako se žarišna ravnina nalazi iznad obratka, to je pozitivna defokusacija; u suprotnom, to je negativna defokusacija. Prema teoriji geometrijske optike, kada je udaljenost između pozitivne i negativne ravnine defokusiranja i ravnine zavarivanja jednaka, gustoća snage na odgovarajućoj ravnini je približno ista, ali zapravo je dobiveni oblik rastaljene kupke drugačiji. U slučaju negativne defokusacije može se postići veća penetracija, što je povezano s procesom stvaranja rastaljene kupke.
Brzina zavarivanja
Brzina zavarivanja određuje kvalitetu površine zavarivanja, dubinu prodiranja, zonu utjecaja topline i tako dalje. Brzina zavarivanja utjecat će 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 puhanja
Pomoćni plin za zaštitu od propuhivanja bitan je postupak kod laserskog zavarivanja velike snage. S jedne strane, sprječava prskanje metalnih materijala i onečišćenje fokusnog zrcala; 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 često se koriste za zaštitu rastaljene kupke, kako bi se spriječila oksidacija obratka u tehnici zavarivanja. Čimbenici poput vrste zaštitnog plina, veličine protoka zraka i kuta upuhivanja imaju veliki utjecaj na rezultate zavarivanja, a različite metode upuhivanja također će imati određeni utjecaj na kvalitetu zavarivanja.
Naš preporučeni ručni laserski aparat za zavarivanje:
Laserski zavarivač - Radno okruženje
◾ Raspon temperature radne okoline: 15~35 ℃
◾ Raspon vlažnosti radnog okruženja: < 70% Bez kondenzacije
◾ Hlađenje: hladnjak vode je neophodan zbog funkcije odvođenja topline za komponente lasera koje raspršuju toplinu, osiguravajući ispravan rad laserskog zavarivača.
(Detaljan vodič za korištenje i rashladni uređaj za vodu možete pronaći na:Mjere zaštite od smrzavanja za CO2 laserski sustav)
Želite li saznati više o laserskim aparatima za zavarivanje?
Vrijeme objave: 22. prosinca 2022.