레이저 용접은 연속 또는 펄스 레이저 발생기로 실현할 수 있습니다.레이저 용접의 원리는 열전도 용접과 레이저 심융합 용접으로 나눌 수 있습니다.104~105 W/cm2 미만의 전력 밀도는 열전도 용접이며, 이 때 용융 깊이와 용접 속도가 느립니다.전력 밀도가 105~107W/cm2보다 크면 열의 작용으로 금속 표면이 "열쇠 구멍"으로 오목해지며 심융합 용접이 형성되며 이는 빠른 용접 속도와 큰 깊이-폭 비율의 특성을 갖습니다.
오늘은 레이저 심융합 용접의 품질에 영향을 미치는 주요 요소에 대한 지식을 주로 다루겠습니다.
1. 레이저 파워
레이저 심융합 용접에서 레이저 출력은 침투 깊이와 용접 속도를 모두 제어합니다.용접 깊이는 빔 출력 밀도와 직접적으로 관련되며 입사 빔 출력과 빔 초점의 함수입니다.일반적으로 특정 직경의 레이저 빔의 경우 빔 전력이 증가하면 침투 깊이가 증가합니다.
2. 초점
빔 스폿 크기는 출력 밀도를 결정하므로 레이저 용접에서 가장 중요한 변수 중 하나입니다.그러나 이를 측정하는 것은 비록 사용 가능한 간접 측정 기술이 많이 있음에도 불구하고 고출력 레이저의 경우 어려운 일입니다.
빔 초점의 회절 한계 스폿 크기는 회절 이론에 따라 계산할 수 있지만 초점 반사가 좋지 않아 실제 스폿 크기는 계산된 값보다 큽니다.가장 간단한 측정방법은 등온 프로파일법으로, 두꺼운 종이를 태워 폴리프로필렌판에 투과시킨 후 초점의 직경과 천공률을 측정하는 방법이다.이 방법은 측정 실습을 통해 레이저 출력 크기와 빔 작동 시간을 마스터합니다.
3. 보호가스
레이저 용접 공정에서는 종종 보호 가스(헬륨, 아르곤, 질소)를 사용하여 용융 풀을 보호하고 용접 공정에서 가공물의 산화를 방지합니다.보호 가스를 사용하는 두 번째 이유는 금속 증기에 의한 오염과 액체 방울에 의한 스퍼터링으로부터 포커싱 렌즈를 보호하기 위한 것입니다.특히 고출력 레이저 용접에서는 분출물이 매우 강력해지기 때문에 렌즈를 보호하는 것이 필요합니다.보호가스의 세 번째 효과는 고출력 레이저 용접으로 생성된 플라즈마 차폐물을 분산시키는 데 매우 효과적이라는 것입니다.금속 증기는 레이저 빔을 흡수하여 플라즈마 구름으로 이온화됩니다.금속 증기 주변의 보호 가스도 열로 인해 이온화됩니다.플라즈마가 너무 많으면 레이저 빔이 플라즈마에 의해 소모됩니다.두 번째 에너지로 작업 표면에 플라즈마가 존재하여 용접 깊이가 얕아지고 용접 풀 표면이 넓어집니다.
적절한 차폐 가스를 선택하는 방법은 무엇입니까?
4. 흡수율
재료의 레이저 흡수는 흡수율, 반사율, 열전도도, 용융 온도 및 증발 온도와 같은 재료의 몇 가지 중요한 특성에 따라 달라집니다.모든 요소 중에서 가장 중요한 것은 흡수율입니다.
두 가지 요소가 레이저 빔에 대한 재료의 흡수율에 영향을 미칩니다.첫 번째는 재료의 저항 계수입니다.물질의 흡수율은 저항계수의 제곱근에 비례하고 저항계수는 온도에 따라 변화하는 것으로 나타났다.둘째, 재료의 표면 상태(또는 마감)는 빔의 흡수율에 중요한 영향을 미치며 이는 용접 효과에 큰 영향을 미칩니다.
5. 용접속도
용접 속도는 침투 깊이에 큰 영향을 미칩니다.속도를 높이면 침투 깊이가 얕아지지만 너무 낮으면 재료가 과도하게 녹고 공작물이 용접될 수 있습니다.따라서 특정 레이저 출력과 특정 두께를 가진 특정 재료에는 적절한 용접 속도 범위가 있으며 해당 속도 값에서 최대 침투 깊이를 얻을 수 있습니다.
6. 초점 렌즈의 초점 거리
일반적으로 용접건 헤드 부분에 초점 렌즈가 장착되며 일반적으로 63~254mm(직경 2.5"~10") 초점 거리가 선택됩니다.포커싱 스폿 크기는 초점 거리에 비례하며, 초점 거리가 짧을수록 스폿은 작아집니다.그러나 초점 거리의 길이는 초점 심도에도 영향을 미칩니다. 즉 초점 심도는 초점 거리와 동시에 증가하므로 초점 거리가 짧을수록 출력 밀도가 향상될 수 있지만 초점 심도가 작기 때문에 거리가 멀어집니다. 렌즈와 작업물 사이가 정확하게 유지되어야 하며, 침투 깊이가 크지 않습니다.용접 중 스플래시 및 레이저 모드의 영향으로 실제 용접에 사용되는 최단 초점 심도는 대부분 126mm(직경 5")입니다. 이음새가 큰 경우 초점 거리 254mm(직경 10")의 렌즈를 선택할 수 있습니다. 또는 스폿 크기를 늘려 용접량을 늘려야 합니다.이 경우 깊은 관통 구멍 효과를 얻으려면 더 높은 레이저 출력(전력 밀도)이 필요합니다.
휴대용 레이저 용접기 가격 및 구성에 대한 추가 질문
게시 시간: 2022년 9월 27일