Hva er lasersveising? Lasersveising forklart! Alt du trenger å vite om lasersveising, inkludert nøkkelprinsipper og viktigste prosessparametere!
Mange kunder forstår ikke de grunnleggende arbeidsprinsippene til en lasersveisemaskin, langt mindre når det gjelder å velge riktig lasersveisemaskin. Mimowork Laser er imidlertid her for å hjelpe deg med å ta den riktige avgjørelsen og gi deg ytterligere støtte for å forstå lasersveising.
Hva er lasersveising?
Lasersveising er en type smeltesveising der laserstrålen brukes som varmekilde for sveising. Sveiseprinsippet er en spesifikk metode for å stimulere det aktive mediet, danne resonanssvingninger i hulrommet, og deretter omdanne til en stimulert strålingsstråle. Når strålen og arbeidsstykket kommer i kontakt med hverandre, absorberes energien av arbeidsstykket, og når temperaturen når smeltepunktet, kan materialet sveises.
I følge hovedmekanismen for smeltebadet har lasersveising to grunnleggende sveisemekanismer: varmeledningssveising og dyp penetrasjonssveising (nøkkelhullssveising). Varmen som genereres ved varmeledningssveising diffunderes til arbeidsstykket gjennom varmeoverføring, slik at sveiseoverflaten smelter. Det skal ikke forekomme fordampning, noe som ofte brukes ved sveising av tynne komponenter med lav hastighet. Dyp smeltesveising fordamper materialet og danner en stor mengde plasma. På grunn av forhøyet varme vil det bli hull foran i smeltebadet. Dyp penetrasjonssveising er den mest brukte lasersveisemetoden. Den kan sveise arbeidsstykket grundig, og tilførselsenergien er enorm, noe som fører til høy sveisehastighet.
Prosessparametere i lasersveising
Det er mange prosessparametere som påvirker kvaliteten på lasersveising, som effekttetthet, laserpulsbølgeform, defokusering, sveisehastighet og valg av hjelpebeskyttelsesgass.
Lasereffekttetthet
Effekttetthet er en av de viktigste parameterne i laserprosessering. Med høyere effekttetthet kan overflatelaget varmes opp til kokepunktet i løpet av et mikrosekund, noe som resulterer i en stor mengde fordampning. Derfor er høy effekttetthet fordelaktig for materialfjerningsprosesser som boring, skjæring og gravering. Ved lav effekttetthet tar det flere millisekunder før overflatetemperaturen når kokepunktet, og før overflaten fordamper, når bunnen smeltepunktet, noe som gjør det enkelt å danne en god smeltesveis. Derfor, i form av varmeledningslasersveising, er effekttetthetsområdet 104–106 W/cm2.
Laserpulsbølgeform
Laserpulsbølgeformen er ikke bare en viktig parameter for å skille mellom materialfjerning og materialsmelting, men også en nøkkelparameter for å bestemme volumet og kostnaden for prosesseringsutstyr. Når en høyintensiv laserstråle rettes mot materialets overflate, vil 60–90 % av laserenergien reflekteres og tas med i betraktningen, spesielt i gull, sølv, kobber, aluminium, titan og andre materialer som har sterk refleksjon og rask varmeoverføring. Refleksjonen til et metall varierer over tid under en laserpuls. Når materialets overflatetemperatur stiger til smeltepunktet, avtar reflektansen raskt, og når overflaten er i smeltetilstand, stabiliserer reflektansen seg på en viss verdi.
Laserpulsbredde
Pulsbredde er en viktig parameter for pulslasersveising. Pulsbredden ble bestemt av penetrasjonsdybden og den varmepåvirkede sonen. Jo lengre pulsbredden var, desto større var den varmepåvirkede sonen, og penetrasjonsdybden økte med halvparten av pulsbredden. Imidlertid vil økningen av pulsbredden redusere toppeffekten, så økningen av pulsbredden brukes vanligvis til varmeledningssveising, noe som resulterer i en bred og grunn sveisestørrelse, spesielt egnet for overlappsveising av tynne og tykke plater. Imidlertid resulterer lavere toppeffekt i overflødig varmetilførsel, og hvert materiale har en optimal pulsbredde som maksimerer penetrasjonsdybden.
Defokusmengde
Lasersveising krever vanligvis en viss grad av defokusering, fordi effekttettheten til punktsenteret ved laserfokuset er for høy, noe som gjør at sveisematerialet lett kan fordampe inn i hullene. Fordelingen av effekttettheten er relativt jevn i hvert plan bort fra laserfokuset.
Det finnes to defokuseringsmoduser:
Positiv og negativ defokusering. Hvis fokusplanet er plassert over arbeidsstykket, er det positiv defokusering; ellers er det negativ defokusering. I følge geometrisk optikkteori er effekttettheten på det tilsvarende planet omtrent den samme når avstanden mellom de positive og negative defokuseringsplanene og sveiseplanet er lik, men faktisk er den oppnådde smeltebadformen forskjellig. Ved negativ defokusering kan man oppnå større penetrasjon, noe som er relatert til dannelsesprosessen av smeltebadet.
Sveisehastighet
Sveisehastigheten bestemmer sveiseoverflatens kvalitet, inntrengningsdybde, varmepåvirket sone og så videre. Sveisehastigheten vil påvirke varmetilførselen per tidsenhet. Hvis sveisehastigheten er for lav, er varmetilførselen for høy, noe som resulterer i at arbeidsstykket brenner gjennom. Hvis sveisehastigheten er for høy, er varmetilførselen for liten, noe som resulterer i at arbeidsstykket sveises delvis og uferdig. Å redusere sveisehastigheten brukes vanligvis til å forbedre inntrengningen.
Hjelpegass for beskyttelse mot blåsing
Hjelpegass for beskyttelse mot blåsing er en viktig prosedyre ved høyeffektslasersveising. På den ene siden er det for å forhindre at metallmaterialer sputter og forurenser fokuseringsspeilet; på den andre siden er det for å forhindre at plasmaet som genereres i sveiseprosessen fokuserer for mye og forhindre at laseren når materialoverflaten. I lasersveiseprosessen brukes ofte helium, argon, nitrogen og andre gasser for å beskytte smeltebadet, for å forhindre at arbeidsstykket oksiderer i sveiseteknikken. Faktorer som type beskyttelsesgass, størrelsen på luftstrømmen og blåsevinkelen har stor innvirkning på sveiseresultatene, og forskjellige blåsemetoder vil også ha en viss innvirkning på sveisekvaliteten.
Vår anbefalte håndholdte lasersveiser:
Lasersveiser - Arbeidsmiljø
Temperaturområde for arbeidsmiljø: 15~35 ℃
◾ Fuktighetsområde for arbeidsmiljø: < 70 % Ingen kondens
◾ Kjøling: Vannkjøler er nødvendig på grunn av varmefjerningsfunksjonen for laservarmeavledende komponenter, noe som sikrer at lasersveisemaskinen fungerer som den skal.
(Detaljert bruk og veiledning om vannkjøler, du kan sjekke:Frostsikringstiltak for CO2-lasersystem)
Vil du vite mer om lasersveisere?
Publisert: 22. desember 2022