La saldatura laser può essere realizzata mediante il generatore laser continuo o pulsato.Il principio della saldatura laser può essere suddiviso in saldatura a conduzione termica e saldatura per fusione profonda laser.La densità di potenza inferiore a 104~105 W/cm2 è una saldatura a conduzione di calore, in questo momento la profondità di fusione e la velocità di saldatura sono lente;Quando la densità di potenza è maggiore di 105~107 W/cm2, la superficie metallica viene concava nei "buchi della serratura" sotto l'azione del calore, formando una saldatura per fusione profonda, che ha le caratteristiche di un'elevata velocità di saldatura e di un ampio rapporto profondità-larghezza.
Oggi tratteremo principalmente la conoscenza dei principali fattori che influenzano la qualità della saldatura laser per fusione profonda
1. Potenza del laser
Nella saldatura laser per fusione profonda, la potenza del laser controlla sia la profondità di penetrazione che la velocità di saldatura.La profondità della saldatura è direttamente correlata alla densità di potenza del fascio ed è una funzione della potenza del fascio incidente e del punto focale del fascio.In generale, per un raggio laser di un certo diametro, la profondità di penetrazione aumenta all'aumentare della potenza del raggio.
2. Punto focale
La dimensione dello spot del raggio è una delle variabili più importanti nella saldatura laser perché determina la densità di potenza.Ma misurarlo è una sfida per i laser ad alta potenza, sebbene siano disponibili molte tecniche di misurazione indiretta.
La dimensione dello spot limite di diffrazione del fuoco del raggio può essere calcolata secondo la teoria della diffrazione, ma la dimensione dello spot effettiva è maggiore del valore calcolato a causa della scarsa riflessione focale.Il metodo di misurazione più semplice è il metodo del profilo di isotemperatura, che misura il diametro del punto focale e della perforazione dopo che la carta spessa è stata bruciata e penetrata attraverso la piastra di polipropilene.Questo metodo, attraverso la pratica di misurazione, controlla la dimensione della potenza del laser e il tempo di azione del raggio.
3. Gas protettivo
Il processo di saldatura laser utilizza spesso gas protettivi (elio, argon, azoto) per proteggere il bagno di fusione, evitando l'ossidazione del pezzo durante il processo di saldatura.Il secondo motivo per utilizzare il gas protettivo è proteggere la lente di messa a fuoco dalla contaminazione da vapori metallici e dallo spruzzo di goccioline liquide.Soprattutto nella saldatura laser ad alta potenza, il materiale espulso diventa molto potente ed è necessario proteggere la lente.Il terzo effetto del gas protettivo è che è molto efficace nel disperdere la schermatura al plasma prodotta dalla saldatura laser ad alta potenza.Il vapore metallico assorbe il raggio laser e si ionizza in una nuvola di plasma.Anche il gas protettivo attorno al vapore metallico si ionizza a causa del calore.Se c'è troppo plasma, il raggio laser viene in qualche modo consumato dal plasma.Come seconda energia, il plasma è presente sulla superficie di lavoro, il che rende la profondità della saldatura meno profonda e la superficie del bagno di saldatura più ampia.
Come scegliere il gas di protezione adeguato?
4. Tasso di assorbimento
L'assorbimento del laser da parte del materiale dipende da alcune importanti proprietà del materiale, quali velocità di assorbimento, riflettività, conduttività termica, temperatura di fusione e temperatura di evaporazione.Tra tutti i fattori, il più importante è il tasso di assorbimento.
Due fattori influenzano il tasso di assorbimento del materiale nel raggio laser.Il primo è il coefficiente di resistenza del materiale.Si è riscontrato che il tasso di assorbimento del materiale è proporzionale alla radice quadrata del coefficiente di resistenza e il coefficiente di resistenza varia con la temperatura.In secondo luogo, lo stato superficiale (o finitura) del materiale ha un'influenza importante sul tasso di assorbimento della trave, che ha un effetto significativo sull'effetto di saldatura.
5. Velocità di saldatura
La velocità di saldatura ha una grande influenza sulla profondità di penetrazione.Aumentando la velocità si ridurrà la profondità di penetrazione, ma un valore troppo basso porterà ad un'eccessiva fusione dei materiali e alla saldatura del pezzo.Pertanto, esiste un intervallo di velocità di saldatura appropriato per un particolare materiale con una determinata potenza laser e un determinato spessore, e la profondità di penetrazione massima può essere ottenuta al valore di velocità corrispondente.
6. Lunghezza focale dell'obiettivo di messa a fuoco
Una lente di messa a fuoco è solitamente installata nella testa della pistola di saldatura, generalmente viene selezionata una lunghezza focale di 63~254 mm (diametro 2,5 "~10").La dimensione del punto di messa a fuoco è proporzionale alla lunghezza focale, minore è la lunghezza focale, più piccolo è il punto.Tuttavia, la lunghezza focale influisce anche sulla profondità di messa a fuoco, ovvero la profondità di messa a fuoco aumenta in modo sincrono con la lunghezza focale, quindi la lunghezza focale corta può migliorare la densità di potenza, ma poiché la profondità di messa a fuoco è piccola, la distanza tra la lente e il pezzo da lavorare deve essere mantenuto accuratamente e la profondità di penetrazione non è grande.A causa dell'influenza degli spruzzi e della modalità laser durante la saldatura, la profondità focale più corta utilizzata nella saldatura effettiva è per lo più 126 mm (diametro 5 "). Una lente con una lunghezza focale di 254 mm (diametro 10") può essere selezionata quando la giuntura è grande oppure è necessario aumentare la saldatura aumentando la dimensione del punto.In questo caso, è necessaria una potenza di uscita del laser maggiore (densità di potenza) per ottenere l'effetto del foro di penetrazione profonda.
Ulteriori domande sul prezzo e sulla configurazione della saldatrice laser portatile
Orario di pubblicazione: 27 settembre 2022