O que é soldagem a laser? Soldagem a laser explicada! Tudo o que você precisa saber sobre soldagem a laser, incluindo princípios básicos e principais parâmetros do processo!
Muitos clientes não entendem os princípios básicos de funcionamento da máquina de solda a laser, muito menos como escolher a máquina de solda a laser certa. No entanto, a Mimowork Laser está aqui para ajudar você a tomar a decisão certa e fornecer suporte adicional para ajudá-lo a entender a soldagem a laser.
O que é soldagem a laser?
A soldagem a laser é um tipo de soldagem por fusão, que utiliza o feixe de laser como fonte de calor de soldagem. O princípio da soldagem é que um método específico estimula o meio ativo, formando oscilação de cavidade ressonante e, em seguida, transforma-se no feixe de radiação estimulado. Quando o feixe e a peça de trabalho entram em contato, a energia é absorvida pela peça de trabalho. Quando a temperatura atinge o ponto de fusão, o material pode ser soldado.
De acordo com o mecanismo principal da poça de fusão, a soldagem a laser possui dois mecanismos básicos: soldagem por condução de calor e soldagem por penetração profunda (buraco de fechadura). O calor gerado pela soldagem por condução de calor é difundido para a peça de trabalho por meio de transferência de calor, de modo que a superfície da solda seja derretida, sem vaporização, o que é frequentemente usado na soldagem de componentes finos de baixa velocidade. A soldagem por fusão profunda vaporiza o material e forma uma grande quantidade de plasma. Devido ao calor elevado, haverá furos na frente da poça de fusão. A soldagem por penetração profunda é o modo de soldagem a laser mais amplamente utilizado, podendo soldar a peça de trabalho completamente e a energia de entrada é enorme, resultando em alta velocidade de soldagem.
Parâmetros de processo em soldagem a laser
Existem muitos parâmetros de processo que afetam a qualidade da soldagem a laser, como densidade de potência, forma de onda do pulso do laser, desfocagem, velocidade de soldagem e a escolha do gás de proteção auxiliar.
Densidade de potência do laser
A densidade de potência é um dos parâmetros mais importantes no processamento a laser. Com uma densidade de potência mais alta, a camada superficial pode ser aquecida até o ponto de ebulição em microssegundos, resultando em uma grande quantidade de vaporização. Portanto, a alta densidade de potência é vantajosa para processos de remoção de material, como perfuração, corte e gravação. Para baixa densidade de potência, leva vários milissegundos para a temperatura da superfície atingir o ponto de ebulição e, antes que a superfície vaporize, a parte inferior atinge o ponto de fusão, o que facilita a formação de uma boa solda por fusão. Portanto, na soldagem a laser por condução de calor, a faixa de densidade de potência é de 104-106 W/cm².
Forma de onda de pulso de laser
A forma de onda do pulso de laser não é apenas um parâmetro importante para distinguir a remoção de material da fusão, mas também um parâmetro-chave para determinar o volume e o custo do equipamento de processamento. Quando o feixe de laser de alta intensidade é disparado na superfície do material, 60 a 90% da energia do laser é refletida e considerada perdida, especialmente em ouro, prata, cobre, alumínio, titânio e outros materiais com forte reflexão e rápida transferência de calor. A refletância de um metal varia com o tempo durante um pulso de laser. Quando a temperatura da superfície do material atinge o ponto de fusão, a refletância diminui rapidamente e, quando a superfície está no estado de fusão, a refletância se estabiliza em um determinado valor.
Largura do pulso do laser
A largura de pulso é um parâmetro importante na soldagem a laser pulsado. A largura de pulso é determinada pela profundidade de penetração e pela zona afetada pelo calor. Quanto maior a largura de pulso, maior a zona afetada pelo calor, e a profundidade de penetração aumenta com a metade da potência da largura de pulso. No entanto, o aumento da largura de pulso reduz a potência de pico, portanto, o aumento da largura de pulso é geralmente usado para soldagem por condução de calor, resultando em um tamanho de solda largo e raso, especialmente adequado para soldagem por sobreposição de chapas finas e grossas. No entanto, potências de pico mais baixas resultam em excesso de entrada de calor, e cada material possui uma largura de pulso ideal que maximiza a profundidade de penetração.
Quantidade de desfoque
A soldagem a laser geralmente requer um certo grau de desfocalização, pois a densidade de potência do ponto central no foco do laser é muito alta, o que facilita a evaporação do material de soldagem em furos. A distribuição da densidade de potência é relativamente uniforme em cada plano afastado do foco do laser.
Existem dois modos de desfoque:
Desfocagem positiva e negativa. Se o plano focal estiver localizado acima da peça de trabalho, trata-se de desfocagem positiva; caso contrário, trata-se de desfocagem negativa. De acordo com a teoria da óptica geométrica, quando a distância entre os planos de desfocagem positiva e negativa e o plano de soldagem é igual, a densidade de potência no plano correspondente é aproximadamente a mesma, mas, na realidade, a forma da poça de fusão obtida é diferente. No caso de desfocagem negativa, pode-se obter maior penetração, o que está relacionado ao processo de formação da poça de fusão.
Velocidade de soldagem
A velocidade de soldagem determina a qualidade da superfície de soldagem, a profundidade de penetração, a zona afetada pelo calor, etc. A velocidade de soldagem afetará a entrada de calor por unidade de tempo. Se a velocidade de soldagem for muito lenta, a entrada de calor será muito alta, resultando na queima da peça. Se a velocidade de soldagem for muito rápida, a entrada de calor será muito baixa, resultando na soldagem parcial e inacabada da peça. Reduzir a velocidade de soldagem geralmente é usado para melhorar a penetração.
Gás de proteção contra sopro auxiliar
O gás de proteção contra sopro auxiliar é um procedimento essencial na soldagem a laser de alta potência. Por um lado, evita que os materiais metálicos pulverizem e contaminem o espelho de foco; por outro, evita que o plasma gerado no processo de soldagem se concentre demais e impeça o laser de atingir a superfície do material. No processo de soldagem a laser, hélio, argônio, nitrogênio e outros gases são frequentemente usados para proteger a poça de fusão, de modo a evitar a oxidação da peça de trabalho na engenharia de soldagem. Fatores como o tipo de gás de proteção, o tamanho do fluxo de ar e o ângulo de sopro têm um grande impacto nos resultados da soldagem, e diferentes métodos de sopro também terão um certo impacto na qualidade da soldagem.
Nosso soldador a laser portátil recomendado:
Soldador a Laser - Ambiente de Trabalho
◾ Faixa de temperatura do ambiente de trabalho: 15~35 ℃
◾ Faixa de umidade do ambiente de trabalho: < 70% Sem condensação
◾ Resfriamento: o resfriador de água é necessário devido à função de remoção de calor para componentes de dissipação de calor a laser, garantindo que o soldador a laser funcione bem.
(Uso detalhado e guia sobre resfriador de água, você pode conferir:Medidas de proteção contra congelamento para sistema de laser de CO2)
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Horário da postagem: 22 de dezembro de 2022