Sudarea cu laser poate fi realizată cu ajutorul generatorului laser continuu sau în impulsuri.Principiul sudării cu laser poate fi împărțit în sudare prin conducție termică și sudare prin fuziune profundă cu laser.Densitatea de putere mai mică de 104 ~ 105 W/cm2 este sudarea prin conducție de căldură, în acest moment, adâncimea de topire, iar viteza de sudare este lentă;Când densitatea de putere este mai mare de 105 ~ 107 W/cm2, suprafața metalului este concavă în „găuri de cheie” sub acțiunea căldurii, formând sudare prin fuziune profundă, care are caracteristicile vitezei rapide de sudare și a unui raport mare adâncime-lățime.
Astăzi, vom acoperi în principal cunoașterea factorilor majori care afectează calitatea sudurii prin fuziune profundă cu laser
1. Putere laser
În sudarea prin fuziune profundă cu laser, puterea laserului controlează atât adâncimea de penetrare, cât și viteza de sudare.Adâncimea sudurii este direct legată de densitatea puterii fasciculului și este o funcție a puterii fasciculului incident și a punctului focal al fasciculului.În general, pentru un fascicul laser cu un anumit diametru, adâncimea de penetrare crește odată cu creșterea puterii fasciculului.
2. Punct focal
Dimensiunea spotului fasciculului este una dintre cele mai importante variabile în sudarea cu laser, deoarece determină densitatea puterii.Dar măsurarea acesteia este o provocare pentru laserele de mare putere, deși există multe tehnici de măsurare indirectă disponibile.
Dimensiunea punctului limită de difracție a focarului fasciculului poate fi calculată conform teoriei difracției, dar dimensiunea spotului reală este mai mare decât valoarea calculată din cauza existenței unei reflexii focale slabe.Cea mai simplă metodă de măsurare este metoda profilului izo-temperatură, care măsoară diametrul punctului focal și a perforației după ce hârtia groasă este arsă și pătrunsă prin placa de polipropilenă.Această metodă prin practica de măsurare stăpânește dimensiunea puterii laser și timpul de acțiune al fasciculului.
3. Gaz protector
Procesul de sudare cu laser folosește adesea gaze protectoare (heliu, argon, azot) pentru a proteja bazinul de topire, prevenind oxidarea piesei de prelucrat în procesul de sudare.Al doilea motiv pentru utilizarea gazului de protecție este protejarea lentilei de focalizare de contaminarea cu vaporii de metal și pulverizarea prin picături de lichid.În special în sudarea cu laser de mare putere, ejecta devine foarte puternică, este necesară protejarea lentilei.Al treilea efect al gazului protector este că este foarte eficient în dispersarea ecranului cu plasmă produs de sudarea cu laser de mare putere.Vaporii de metal absoarbe raza laser și ionizează într-un nor de plasmă.Gazul protector din jurul vaporilor de metal se ionizează și din cauza căldurii.Dacă există prea multă plasmă, fasciculul laser este cumva consumat de plasmă.Ca a doua energie, plasma există pe suprafața de lucru, ceea ce face ca adâncimea sudurii să fie mai mică și suprafața bazinului de sudură mai largă.
Cum să alegeți un gaz de protecție adecvat?
4. Rata de absorbție
Absorbția cu laser a materialului depinde de unele proprietăți importante ale materialului, cum ar fi rata de absorbție, reflectivitate, conductivitate termică, temperatura de topire și temperatura de evaporare.Dintre toți factorii, cel mai important este rata de absorbție.
Doi factori afectează rata de absorbție a materialului la fasciculul laser.Primul este coeficientul de rezistență al materialului.Se constată că rata de absorbție a materialului este proporțională cu rădăcina pătrată a coeficientului de rezistență, iar coeficientul de rezistență variază în funcție de temperatură.În al doilea rând, starea de suprafață (sau finisajul) materialului are o influență importantă asupra ratei de absorbție a fasciculului, care are un efect semnificativ asupra efectului de sudare.
5. Viteza de sudare
Viteza de sudare are o mare influență asupra adâncimii de penetrare.Creșterea vitezei va face adâncimea de penetrare mai mică, dar prea scăzută va duce la topirea excesivă a materialelor și la sudarea piesei de prelucrat.Prin urmare, există un interval adecvat de viteză de sudare pentru un anumit material cu o anumită putere laser și o anumită grosime, iar adâncimea maximă de penetrare poate fi obținută la valoarea corespunzătoare a vitezei.
6. Distanța focală a lentilei de focalizare
O lentilă de focalizare este de obicei instalată în capul pistolului de sudură, în general, este selectată o distanță focală de 63 ~ 254 mm (diametru 2,5 "~10").Dimensiunea spotului de focalizare este proporțională cu distanța focală, cu cât distanța focală este mai mică, cu atât spotul este mai mic.Cu toate acestea, lungimea distanței focale afectează și adâncimea focalizării, adică adâncimea focalizării crește sincron cu distanța focală, astfel încât distanța focală scurtă poate îmbunătăți densitatea de putere, dar deoarece adâncimea focalizării este mică, distanța între lentilă și piesa de prelucrat trebuie menținută cu precizie, iar adâncimea de penetrare nu este mare.Datorită influenței stropilor și a modului laser în timpul sudării, cea mai scurtă adâncime focală utilizată în sudarea reală este în mare parte 126 mm (diametru 5 "). O lentilă cu o distanță focală de 254 mm (diametru 10") poate fi selectată atunci când cusătura este mare. sau sudarea trebuie mărită prin creșterea dimensiunii spotului.În acest caz, este necesară o putere de ieșire mai mare a laserului (densitate de putere) pentru a obține efectul de găuri de penetrare adâncă.
Mai multe întrebări despre prețul și configurația mașinii de sudură cu laser portabil
Ora postării: 27-sept-2022