Cos'è la saldatura laser?La spiegazione della saldatura laser!Tutto quello che devi sapere sulla saldatura laser, compresi i principi chiave e i principali parametri di processo!
Molti clienti non comprendono i principi di funzionamento di base della saldatrice laser, per non parlare della scelta della saldatrice laser giusta, tuttavia Mimowork Laser è qui per aiutarti a prendere la decisione giusta e fornire ulteriore supporto per aiutarti a comprendere la saldatura laser.
Cos'è la saldatura laser?
La saldatura laser è un tipo di saldatura per fusione, che utilizza il raggio laser come fonte di calore di saldatura, il principio di saldatura consiste nel stimolare il mezzo attivo attraverso un metodo specifico, formando un'oscillazione della cavità risonante e quindi trasformarsi nel raggio di radiazione stimolata, quando il raggio e il pezzo da lavorare entrano in contatto tra loro, l'energia viene assorbita dal pezzo da lavorare, quando la temperatura raggiunge il punto di fusione del materiale può essere saldato.
Secondo il meccanismo principale del pool di saldatura, la saldatura laser ha due meccanismi di saldatura di base: saldatura a conduzione di calore e saldatura a penetrazione profonda (buco della serratura).Il calore generato dalla saldatura a conduzione termica viene diffuso al pezzo da lavorare attraverso il trasferimento di calore, in modo che la superficie di saldatura sia fusa e non si verifichi alcuna vaporizzazione, che viene spesso utilizzata nella saldatura di componenti sottili a bassa velocità.La saldatura per fusione profonda vaporizza il materiale e forma una grande quantità di plasma.A causa del calore elevato, si formeranno dei buchi nella parte anteriore della pozza di metallo fuso.La saldatura a penetrazione profonda è la modalità di saldatura laser più utilizzata, può saldare accuratamente il pezzo da lavorare e l'energia in ingresso è enorme, portando ad un'elevata velocità di saldatura.
Parametri di processo nella saldatura laser
Esistono molti parametri di processo che influiscono sulla qualità della saldatura laser, come la densità di potenza, la forma d'onda dell'impulso laser, la defocalizzazione, la velocità di saldatura e la scelta del gas di protezione ausiliario.
Densità di potenza laser
La densità di potenza è uno dei parametri più importanti nella lavorazione laser.Con una densità di potenza più elevata, lo strato superficiale può essere riscaldato fino al punto di ebollizione in un microsecondo, determinando una grande quantità di vaporizzazione.Pertanto, l'elevata densità di potenza è vantaggiosa per i processi di asportazione di materiale come foratura, taglio e incisione.Per una bassa densità di potenza, sono necessari diversi millisecondi affinché la temperatura superficiale raggiunga il punto di ebollizione e, prima che la superficie vaporizzi, il fondo raggiunga il punto di fusione, il che è facile per formare una buona saldatura di fusione.Pertanto, nella forma di saldatura laser a conduzione termica, l'intervallo di densità di potenza è 104-106 W/cm2.
Forma d'onda dell'impulso laser
La forma d'onda dell'impulso laser non è solo un parametro importante per distinguere la rimozione del materiale dalla fusione del materiale, ma anche un parametro chiave per determinare il volume e il costo delle apparecchiature di lavorazione.Quando il raggio laser ad alta intensità viene sparato sulla superficie del materiale, la superficie del materiale avrà il 60 ~ 90% dell'energia laser riflessa e considerata una perdita, in particolare oro, argento, rame, alluminio, titanio e altri materiali che hanno forte riflessione e rapido trasferimento di calore.La riflettanza di un metallo varia nel tempo durante un impulso laser.Quando la temperatura superficiale del materiale sale al punto di fusione, la riflettanza diminuisce rapidamente e quando la superficie è nello stato di fusione, la riflettanza si stabilizza ad un certo valore.
Larghezza dell'impulso laser
L'ampiezza dell'impulso è un parametro importante della saldatura laser pulsata.L'ampiezza dell'impulso è stata determinata dalla profondità di penetrazione e dalla zona interessata dal calore.Quanto più lunga era l'ampiezza dell'impulso, tanto più ampia era la zona termicamente influenzata e la profondità di penetrazione aumentava con la metà della potenza dell'ampiezza dell'impulso.Tuttavia, l'aumento dell'ampiezza dell'impulso ridurrà la potenza di picco, quindi l'aumento dell'ampiezza dell'impulso viene generalmente utilizzato per la saldatura a conduzione di calore, risultando in una dimensione di saldatura ampia e poco profonda, particolarmente adatta per la saldatura a sovrapposizione di piastre sottili e spesse.Tuttavia, una potenza di picco inferiore comporta un apporto di calore eccessivo e ciascun materiale ha un'ampiezza dell'impulso ottimale che massimizza la profondità di penetrazione.
Quantità di sfocatura
La saldatura laser richiede solitamente una certa quantità di sfocatura, poiché la densità di potenza del centro del punto nel fuoco del laser è troppo elevata, il che rende facile l'evaporazione del materiale di saldatura nei fori.La distribuzione della densità di potenza è relativamente uniforme in ciascun piano lontano dal fuoco del laser.
Sono disponibili due modalità di sfocatura:
Sfocatura positiva e negativa.Se il piano focale si trova sopra il pezzo in lavorazione, la sfocatura è positiva;altrimenti si tratta di una sfocatura negativa.Secondo la teoria dell'ottica geometrica, quando la distanza tra i piani di defocalizzazione positivo e negativo e il piano di saldatura è uguale, la densità di potenza sul piano corrispondente è approssimativamente la stessa, ma in realtà la forma del bagno di fusione ottenuta è diversa.Nel caso di defocalizzazione negativa si può ottenere una maggiore penetrazione, legata al processo di formazione del bagno fuso.
Velocità di saldatura
La velocità di saldatura determina la qualità della superficie di saldatura, la profondità di penetrazione, la zona interessata dal calore e così via.La velocità di saldatura influenzerà l'apporto di calore per unità di tempo.Se la velocità di saldatura è troppo lenta, l'apporto di calore è troppo elevato e il pezzo da saldare brucia.Se la velocità di saldatura è troppo elevata, l'apporto di calore è troppo ridotto, con il risultato che la saldatura del pezzo sarà parziale e incompleta.La riduzione della velocità di saldatura viene solitamente utilizzata per migliorare la penetrazione.
Gas ausiliario di protezione contro i colpi
Il gas ausiliario di protezione contro gli urti è una procedura essenziale nella saldatura laser ad alta potenza.Da un lato, per evitare che i materiali metallici schizzino e contaminino lo specchio di messa a fuoco;D'altra parte, serve per evitare che il plasma generato nel processo di saldatura si concentri troppo e impedisca al laser di raggiungere la superficie del materiale.Nel processo di saldatura laser, elio, argon, azoto e altri gas vengono spesso utilizzati per proteggere il bagno di fusione, in modo da prevenire l'ossidazione del pezzo durante la saldatura.Fattori come il tipo di gas protettivo, la dimensione del flusso d'aria e l'angolo di soffiaggio hanno un grande impatto sui risultati della saldatura e anche i diversi metodi di soffiaggio avranno un certo impatto sulla qualità della saldatura.
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(Uso dettagliato e guida sul refrigeratore d'acqua, puoi controllare:Misure antigelo per il sistema laser CO2)
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Orario di pubblicazione: 22 dicembre 2022