Ce este sudarea cu laser? Sudarea cu laser explicată! Tot ce trebuie să știi despre sudarea cu laser, inclusiv principiile cheie și principalii parametri ai procesului!
Mulți clienți nu înțeleg principiile de bază de funcționare ale mașinii de sudură cu laser, darămite să aleagă mașina de sudură cu laser potrivită, însă Mimowork Laser este aici pentru a vă ajuta să luați decizia corectă și pentru a vă oferi asistență suplimentară în înțelegerea sudării cu laser.
Ce este sudarea cu laser?
Sudarea cu laser este un tip de sudare prin topire, care utilizează fasciculul laser ca sursă de căldură pentru sudură. Principiul sudării este acela că se stimulează mediul activ printr-o metodă specifică, formând o oscilație a cavității rezonante, apoi transformându-l într-un fascicul de radiații stimulat. Când fasciculul și piesa de prelucrat intră în contact, energia este absorbită de piesa de prelucrat, iar când temperatura atinge punctul de topire, materialul poate fi sudat.
Conform mecanismului principal al băii de sudură, sudarea cu laser are două mecanisme de bază: sudarea prin conducție termică și sudarea prin penetrare profundă (gaură de cheie). Căldura generată de sudarea prin conducție termică este difuzată către piesa de prelucrat prin transfer de căldură, astfel încât suprafața sudurii se topește, fără a se produce vaporizare, ceea ce este adesea utilizat la sudarea componentelor subțiri la viteză mică. Sudarea prin fuziune profundă vaporizează materialul și formează o cantitate mare de plasmă. Din cauza căldurii ridicate, vor exista găuri în partea din față a băii topite. Sudarea prin penetrare profundă este cel mai utilizat mod de sudare cu laser, poate suda complet piesa de prelucrat, iar energia de intrare este uriașă, ceea ce duce la o viteză mare de sudare.
Parametrii de proces în sudarea cu laser
Există mulți parametri de proces care afectează calitatea sudării cu laser, cum ar fi densitatea de putere, forma de undă a impulsului laser, defocalizarea, viteza de sudare și alegerea gazului auxiliar de protecție.
Densitatea puterii laserului
Densitatea de putere este unul dintre cei mai importanți parametri în procesarea cu laser. Cu o densitate de putere mai mare, stratul de suprafață poate fi încălzit până la punctul de fierbere în decurs de o microsecundă, rezultând o cantitate mare de vaporizare. Prin urmare, densitatea mare de putere este avantajoasă pentru procesele de îndepărtare a materialului, cum ar fi găurirea, tăierea și gravarea. Pentru o densitate de putere scăzută, durează câteva milisecunde pentru ca temperatura suprafeței să atingă punctul de fierbere, iar înainte ca suprafața să se vaporizeze, partea inferioară atinge punctul de topire, ceea ce facilitează formarea unei suduri de topire bune. Prin urmare, în cazul sudării cu laser prin conducție termică, intervalul densității de putere este de 10⁴-10⁶ W/cm².
Forma de undă a impulsului laser
Forma de undă a impulsului laser nu este doar un parametru important pentru a distinge între îndepărtarea materialului și topirea acestuia, ci și un parametru cheie pentru a determina volumul și costul echipamentului de procesare. Atunci când fasciculul laser de înaltă intensitate este proiectat către suprafața materialului, suprafața materialului va avea 60 ~ 90% din energia laser reflectată și considerată pierdere, în special aurul, argintul, cuprul, aluminiul, titanul și alte materiale care au reflexie puternică și transfer rapid de căldură. Reflectanța unui metal variază în timp în timpul unui impuls laser. Când temperatura suprafeței materialului crește până la punctul de topire, reflectanța scade rapid, iar când suprafața este în stare de topire, reflectanța se stabilizează la o anumită valoare.
Lățimea impulsului laser
Lățimea impulsului este un parametru important al sudării cu laser pulsat. Lățimea impulsului a fost determinată de adâncimea de penetrare și de zona afectată termic. Cu cât lățimea impulsului era mai mare, cu atât zona afectată termic era mai mare, iar adâncimea de penetrare creștea cu jumătate din puterea lățimii impulsului. Cu toate acestea, creșterea lățimii impulsului va reduce puterea de vârf, așa că creșterea lățimii impulsului este în general utilizată pentru sudarea prin conducție termică, rezultând o dimensiune a sudurii lată și superficială, potrivită în special pentru sudarea prin suprapunere a plăcilor subțiri și groase. Cu toate acestea, o putere de vârf mai mică duce la un aport excesiv de căldură, iar fiecare material are o lățime optimă a impulsului care maximizează adâncimea de penetrare.
Cantitate de defocalizare
Sudarea cu laser necesită de obicei un anumit grad de defocalizare, deoarece densitatea de putere a centrului punctului la focalizarea laserului este prea mare, ceea ce face ca materialul de sudură să se evapore ușor în găuri. Distribuția densității de putere este relativ uniformă în fiecare plan de la focalizarea laserului.
Există două moduri de defocalizare:
Defocalizare pozitivă și negativă. Dacă planul focal este situat deasupra piesei de prelucrat, este vorba de defocalizare pozitivă; în caz contrar, este vorba de defocalizare negativă. Conform teoriei opticii geometrice, atunci când distanța dintre planurile de defocalizare pozitivă și negativă și planul de sudare este egală, densitatea de putere pe planul corespunzător este aproximativ aceeași, dar, de fapt, forma băii de metal topit obținută este diferită. În cazul defocalizării negative, se poate obține o penetrare mai mare, ceea ce este legat de procesul de formare a băii de metal topit.
Viteză de sudare
Viteza de sudare determină calitatea suprafeței de sudură, adâncimea de penetrare, zona afectată termic și așa mai departe. Viteza de sudare va afecta aportul de căldură pe unitatea de timp. Dacă viteza de sudare este prea mică, aportul de căldură este prea mare, rezultând arderea piesei de prelucrat. Dacă viteza de sudare este prea mare, aportul de căldură este prea mic, rezultând sudarea parțială și neterminată a piesei de prelucrat. Reducerea vitezei de sudare este de obicei utilizată pentru a îmbunătăți penetrarea.
Gaz auxiliar de protecție împotriva exploziei
Gazul auxiliar de protecție împotriva suflării este o procedură esențială în sudarea cu laser de mare putere. Pe de o parte, pentru a preveni pulverizarea și contaminarea oglinzii de focalizare a materialelor metalice; pe de altă parte, pentru a preveni focalizarea excesivă a plasmei generate în procesul de sudare și a împiedica laserul să ajungă la suprafața materialului. În procesul de sudare cu laser, heliul, argonul, azotul și alte gaze sunt adesea utilizate pentru a proteja baia topită, astfel încât să prevină oxidarea piesei de prelucrat în ingineria sudării. Factori precum tipul de gaz protector, dimensiunea fluxului de aer și unghiul de suflare au un impact mare asupra rezultatelor sudării, iar diferitele metode de suflare vor avea, de asemenea, un anumit impact asupra calității sudării.
Aparat de sudură cu laser portabil recomandat de noi:
Sudor cu laser - Mediu de lucru
◾ Interval de temperatură al mediului de lucru: 15~35 ℃
◾ Interval de umiditate al mediului de lucru: < 70% Fără condens
◾ Răcire: răcitorul de apă este necesar datorită funcției de eliminare a căldurii pentru componentele de disipare a căldurii cu laser, asigurând buna funcționare a aparatului de sudură cu laser.
(Pentru utilizare detaliată și ghid despre răcitorul de apă, puteți consulta:)Măsuri de protecție împotriva înghețului pentru sistemul laser CO2)
Vrei să afli mai multe despre aparatele de sudură cu laser?
Data publicării: 22 decembrie 2022