Kas yra lazerinis suvirinimas? Lazerinio suvirinimo paaiškinimas! Viskas, ką reikia žinoti apie lazerinį suvirinimą, įskaitant pagrindinius principus ir pagrindinius proceso parametrus!
Daugelis klientų nesupranta pagrindinių lazerinio suvirinimo aparato veikimo principų, jau nekalbant apie tinkamo lazerinio suvirinimo aparato pasirinkimą, tačiau „Mimowork Laser“ yra čia, kad padėtų jums priimti teisingą sprendimą ir suteiktų papildomą pagalbą, padėsiančią suprasti lazerinį suvirinimą.
Kas yra lazerinis suvirinimas?
Lazerinis suvirinimas yra lydymosi suvirinimo tipas, kuriame lazerio spindulys naudojamas kaip suvirinimo šilumos šaltinis. Suvirinimo principas yra tas, kad specifiniu metodu stimuliuojama aktyvioji terpė, susidaro rezonansiniai ertmės virpesiai, kurie vėliau transformuojami į stimuliuojamą spinduliuotės spindulį. Kai spindulys ir ruošinys liečiasi, energiją sugeria ruošinys, o temperatūrai pasiekus lydymosi temperatūrą, galima suvirinti.
Pagal pagrindinį suvirinimo vonios mechanizmą, lazerinis suvirinimas turi du pagrindinius suvirinimo mechanizmus: šilumos laidumo suvirinimą ir gilaus įsiskverbimo (rakto skylės) suvirinimą. Šilumos laidumo suvirinimo metu susidaranti šiluma pasklinda po ruošinį per šilumos perdavimą, todėl suvirinimo paviršius išsilydo, o ne garuoja, kas dažnai naudojama suvirinant mažo greičio plonus komponentus. Gilusis lydomasis suvirinimas išgarina medžiagą ir suformuoja didelį kiekį plazmos. Dėl padidėjusios šilumos išlydyto metalo vonios priekyje atsiranda skylių. Gilaus įsiskverbimo suvirinimas yra plačiausiai naudojamas lazerinio suvirinimo režimas, juo galima kruopščiai suvirinti ruošinį, o įvesties energija yra didžiulė, todėl suvirinimo greitis yra didelis.
Lazerinio suvirinimo proceso parametrai
Lazerinio suvirinimo kokybę įtakoja daug proceso parametrų, tokių kaip galios tankis, lazerio impulso bangos forma, defokusavimas, suvirinimo greitis ir pagalbinių apsauginių dujų pasirinkimas.
Lazerio galios tankis
Galios tankis yra vienas svarbiausių lazerinio apdirbimo parametrų. Esant didesniam galios tankiui, paviršiaus sluoksnis gali būti įkaitintas iki virimo temperatūros per mikrosekundę, todėl susidaro didelis garų kiekis. Todėl didelis galios tankis yra naudingas medžiagų šalinimo procesams, tokiems kaip gręžimas, pjovimas ir graviravimas. Esant mažam galios tankiui, paviršiaus temperatūrai pasiekti virimo temperatūrą reikia kelių milisekundžių, o prieš paviršiui išgaruojant, dugnas pasiekia lydymosi temperatūrą, todėl lengva suformuoti gerą lydymosi suvirinimo siūlę. Todėl šilumos laidumo lazerinio suvirinimo atveju galios tankio diapazonas yra 104–106 W/cm2.
Lazerio impulso bangos forma
Lazerio impulso bangos forma yra ne tik svarbus parametras, leidžiantis atskirti medžiagos pašalinimą nuo lydymosi, bet ir pagrindinis parametras, lemiantis apdorojimo įrangos kiekį ir kainą. Kai didelio intensyvumo lazerio spindulys nukreipiamas į medžiagos paviršių, nuo medžiagos paviršiaus atsispindi 60–90 % lazerio energijos, kuri laikoma nuostoliu, ypač aukso, sidabro, vario, aliuminio, titano ir kitų medžiagų, kurios stipriai atspindi šviesą ir greitai perduoda šilumą, atveju. Metalo atspindys lazerio impulso metu kinta laikui bėgant. Kai medžiagos paviršiaus temperatūra pakyla iki lydymosi temperatūros, atspindys sparčiai mažėja, o kai paviršius yra lydymosi būsenoje, atspindys stabilizuojasi ties tam tikra verte.
Lazerio impulso plotis
Impulso plotis yra svarbus impulsinio lazerinio suvirinimo parametras. Impulso plotį lemia įsiskverbimo gylis ir karščio paveikta zona. Kuo ilgesnis impulso plotis, tuo didesnė karščio paveikta zona, o įsiskverbimo gylis didėja perpus impulso pločio galia. Tačiau padidinus impulso plotį, sumažėja maksimali galia, todėl padidinus impulso plotį paprastai atliekamas šilumos laidumo suvirinimas, todėl suvirinimo siūlė yra plati ir negili, ypač tinkama plonų ir storų plokščių suvirinimui per visą ilgį. Tačiau mažesnė maksimali galia lemia perteklinį šilumos tiekimą, o kiekviena medžiaga turi optimalų impulso plotį, kuris maksimaliai padidina įsiskverbimo gylį.
Defokusavimo kiekis
Lazerinis suvirinimas paprastai reikalauja tam tikro defokusavimo, nes lazerio židinio taško centro galios tankis yra per didelis, todėl suvirinimo medžiaga lengvai išgaruoja į skyles. Galios tankio pasiskirstymas kiekvienoje plokštumoje, tolyn nuo lazerio židinio, yra gana tolygus.
Yra du defokusavimo režimai:
Teigiamas ir neigiamas defokusavimas. Jei židinio plokštuma yra virš ruošinio, tai yra teigiamas defokusavimas; kitu atveju – neigiamas defokusavimas. Pagal geometrinės optikos teoriją, kai atstumas tarp teigiamos ir neigiamos defokusavimo plokštumų ir suvirinimo plokštumos yra vienodas, galios tankis atitinkamoje plokštumoje yra maždaug vienodas, tačiau iš tikrųjų gautos išlydyto metalo telkinio forma yra kitokia. Neigiamo defokusavimo atveju galima gauti didesnį įsiskverbimą, kuris yra susijęs su išlydyto metalo telkinio susidarymo procesu.
Suvirinimo greitis
Suvirinimo greitis lemia suvirinimo paviršiaus kokybę, įsiskverbimo gylį, karščio paveiktą zoną ir kt. Suvirinimo greitis turės įtakos šilumos tiekimui per laiko vienetą. Jei suvirinimo greitis per mažas, šilumos tiekimas yra per didelis, todėl ruošinys perdega. Jei suvirinimo greitis per didelis, šilumos tiekimas yra per mažas, todėl ruošinys suvirinamas iš dalies ir nebaigtai. Suvirinimo greičio mažinimas paprastai naudojamas įsiskverbimui pagerinti.
Pagalbinės apsauginės dujos nuo smūgio
Pagalbinės apsauginės dujos yra esminė procedūra atliekant didelio galingumo lazerinį suvirinimą. Viena vertus, jos apsaugo metalines medžiagas nuo dulkėjimo ir fokusavimo veidrodžio užteršimo; kita vertus, jos apsaugo suvirinimo procese susidariusią plazmą nuo per didelio fokusavimo ir lazerio spindulio pasiekimo medžiagos paviršių. Lazerinio suvirinimo procese helis, argonas, azotas ir kitos dujos dažnai naudojamos išlydytos medžiagos apsaugai, kad suvirinimo metu ruošinys nebūtų oksiduojamas. Tokie veiksniai kaip apsauginių dujų tipas, oro srauto dydis ir pūtimo kampas turi didelę įtaką suvirinimo rezultatams, o skirtingi pūtimo metodai taip pat turės tam tikrą įtaką suvirinimo kokybei.
Mūsų rekomenduojamas rankinis lazerinis suvirinimo aparatas:
Lazerinis suvirinimo aparatas – darbo aplinka
Darbinės aplinkos temperatūros diapazonas: 15–35 ℃
◾ Darbinės aplinkos drėgmės diapazonas: < 70 %, be kondensacijos
◾ Aušinimas: vandens aušintuvas yra būtinas dėl šilumos šalinimo funkcijos lazerio šilumą išsklaidantiems komponentams, užtikrinant tinkamą lazerinio suvirinimo aparato veikimą.
(Išsamų vandens aušintuvo naudojimą ir vadovą galite patikrinti:CO2 lazerio sistemos atsparumo šalčiui priemonės)
Norite sužinoti daugiau apie lazerinius suvirinimo aparatus?
Įrašo laikas: 2022 m. gruodžio 22 d.