Laserschweißen kann duerch e kontinuéierleche oder gepulste Lasergenerator realiséiert ginn. De Prinzip vum Laserschweißen kann an Hëtzeleitungsschweißen a Laserdéiftschweißen opgedeelt ginn. Eng Leeschtungsdicht vu manner wéi 104~105 W/cm2 ass Hëtzeleitungsschweißen, zu dësem Zäitpunkt ass d'Schmelzdéift an d'Schweißgeschwindegkeet lues; wann d'Leeschtungsdicht méi grouss wéi 105~107 W/cm2 ass, konkavéiert sech d'Metalloberfläch ënner der Wierkung vun der Hëtzt zu "Schlëssellächer", wouduerch eng Déifschweißung entsteet, déi d'Charakteristike vun enger schneller Schweißgeschwindegkeet an engem groussen Déift-Breet-Verhältnis huet.
Haut wäerte mir haaptsächlech d'Wëssen iwwer déi wichtegst Faktoren ofdecken, déi d'Qualitéit vum Laser-Déifschmelzschweißen beaflossen.
1. Laserkraaft
Beim Laserdéifschmelzschweißen kontrolléiert d'Laserleistung souwuel d'Déift vun der Schweißkraaft wéi och d'Schweißgeschwindegkeet. D'Schweißdéift hänkt direkt mat der Leeschtungsdicht vum Stral zesummen an ass eng Funktioun vun der Leeschtung vum afalenden Stral an dem Brennpunkt vum Stral. Am Allgemengen, fir e Laserstral mat engem bestëmmten Duerchmiesser, klëmmt d'Déift vun der Schweißkraaft mat der Erhéijung vun der Stralleistung.
2. Brennpunkt
D'Gréisst vun der Stralpunkt ass eng vun de wichtegste Variablen beim Laserschweißen, well se d'Leeschtungsdicht bestëmmt. Awer hir Miessung ass eng Erausfuerderung fir héichleeschtungsfäeg Laser, obwuel et vill indirekt Miesstechniken gëtt.
D'Diffraktiounsgrenzpunktgréisst vum Stralfokus kann no der Diffraktiounstheorie berechent ginn, awer déi tatsächlech Punktgréisst ass méi grouss wéi de berechente Wäert wéinst der schlechter Fokalreflexioun. Déi einfachst Miessmethod ass d'Isotemperaturprofilmethod, déi den Duerchmiesser vum Fokalpunkt an d'Perforatioun moosst, nodeems dat déckt Pabeier verbrannt an duerch d'Polypropylenplack penetréiert ass. Dës Method, duerch d'Miesspraxis, beherrscht d'Laserleistunggréisst an d'Stralwierkungszäit.
3. Schutzgas
Beim Laserschweißen ginn dacks Schutzgaser (Helium, Argon, Stéckstoff) benotzt fir de Schmelzbad ze schützen an doduerch ze verhënneren, datt d'Wierkstéck beim Schweessprozess oxidéiert. Den zweete Grond fir de Schutzgas ze benotzen ass d'Fokussiounslëns virun Kontaminatioun duerch Metalldamp a Sputteren duerch Flëssegkeetsdrëpsen ze schützen. Besonnesch beim Héichleistungslaserschweißen gëtt den Ejecta ganz staark, dofir ass et néideg d'Lëns ze schützen. Den drëtte Effekt vum Schutzgas ass, datt et ganz effektiv ass fir de Plasma-Schutz ze verdeelen, deen duerch Héichleistungslaserschweißen entsteet. De Metalldamp absorbéiert de Laserstrahl a ioniséiert sech zu enger Plasmawollek. De Schutzgas ronderëm de Metalldamp ioniséiert sech och duerch Hëtzt. Wann et ze vill Plasma gëtt, gëtt de Laserstrahl iergendwéi vum Plasma verbraucht. Als zweet Energie existéiert Plasma op der Aarbechtsfläch, wat d'Schweißdéift méi flaach an d'Schweißbaduewerfläch méi breet mécht.
Wéi wielt een dat richtegt Schutzgas?
4. Absorptiounsquote
D'Laserasbsorptioun vum Material hänkt vun e puer wichtegen Eegeschafte vum Material of, wéi d'Absorptiounsquote, d'Reflexiounsfäegkeet, d'Wärmeleitfäegkeet, d'Schmelztemperatur an d'Verdampfungstemperatur. Ënnert all de Faktoren ass dee wichtegsten d'Absorptiounsquote.
Zwee Faktoren beaflossen d'Absorptiounsquote vum Material op de Laserstral. Den éischten ass de Widderstandskoeffizient vum Material. Et huet sech erausgestallt, datt d'Absorptiounsquote vum Material proportional zu der Quadratwurzel vum Widderstandskoeffizient ass, an de Widderstandskoeffizient variéiert mat der Temperatur. Zweetens huet den Uewerflächenzoustand (oder d'Uewerflächenfinish) vum Material en entscheedenden Afloss op d'Absorptiounsquote vum Stral, wat e wesentlechen Afloss op den Schweesseffekt huet.
5. Schweessgeschwindegkeet
D'Schweissgeschwindegkeet huet e groussen Afloss op d'Déift vun der Duerchdréngung. Wann d'Geschwindegkeet erhéicht gëtt d'Déift vun der Duerchdréngung méi flaach, awer wann d'Geschwindegkeet ze niddreg ass, gëtt d'Material exzessiv geschmolt an d'Wierkstéck duerchgeschweesst. Dofir gëtt et e passenden Schweessgeschwindegkeetsberäich fir e bestëmmt Material mat enger bestëmmter Laserleistung an enger bestëmmter Déckt, an déi maximal Duerchdréngungsdéift kann bei der entspriechender Geschwindegkeet erreecht ginn.
6. Brennwäit vun der Fokuslëns
Eng Fokuslëns gëtt normalerweis am Kapp vun der Schweesspistoul installéiert, am Allgemengen gëtt eng Brennwäit vun 63~254mm (Duerchmiesser 2,5"~10") gewielt. D'Gréisst vum Fokuspunkt ass proportional zu der Brennwäit, wat méi kuerz d'Brennwäit, wat méi kleng de Punkt ass. D'Längt vun der Brennwäit beaflosst awer och d'Déift vum Fokus, dat heescht, d'Déift vum Fokus klëmmt synchron mat der Brennwäit, sou datt déi kuerz Brennwäit d'Leeschtungsdichte verbessere kann, awer well d'Déift vum Fokus kleng ass, muss den Ofstand tëscht der Lëns an dem Werkstéck präzis erhale bleiwen, an d'Déift vun der Penetratioun ass net grouss. Wéinst dem Afloss vu Sprëtzer an dem Lasermodus beim Schweessen ass déi kierzt Brennwäit, déi beim tatsächleche Schweessen benotzt gëtt, meeschtens 126mm (Duerchmiesser 5"). Eng Lëns mat enger Brennwäit vun 254mm (Duerchmiesser 10") kann gewielt ginn, wann d'Naht grouss ass oder d'Schweißnaht duerch d'Erhéijung vun der Punktgréisst vergréissert muss ginn. An dësem Fall ass eng méi héich Laserleistung (Leeschtungsdichte) erfuerderlech fir den Effekt vun engem déiwe Penetratiounslach z'erreechen.
Méi Froen iwwer de Präis an d'Konfiguratioun vun enger Handlaserschweissmaschinn
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 27. September 2022