Что такое лазерная сварка?Объяснение лазерной сварки!Все, что вам нужно знать о лазерной сварке, включая основной принцип и основные параметры процесса!
Многие клиенты не понимают основных принципов работы лазерного сварочного аппарата, не говоря уже о выборе подходящего аппарата для лазерной сварки, однако Mimowork Laser здесь, чтобы помочь вам принять правильное решение и предоставить дополнительную поддержку, которая поможет вам разобраться в лазерной сварке.
Что такое лазерная сварка?
Лазерная сварка - это тип сварки плавлением, в которой лазерный луч используется в качестве источника сварочного тепла. Принцип сварки заключается в том, чтобы с помощью специального метода стимулировать активную среду, образуя резонансные колебания полости, а затем трансформировать ее в луч стимулированного излучения, когда луч и заготовка контактирует друг с другом, энергия поглощается заготовкой, когда температура достигает точки плавления материала, можно сваривать.
В соответствии с основным механизмом сварочной ванны, лазерная сварка имеет два основных сварочных механизма: сварку теплопроводностью и сварку с глубоким проплавлением (замочную скважину).Тепло, выделяемое при теплопроводной сварке, распространяется к заготовке посредством теплопередачи, поэтому поверхность сварного шва плавится, испарение происходить не должно, что часто используется при сварке низкоскоростных тонких деталей.При сварке глубоким плавлением материал испаряется и образуется большое количество плазмы.Из-за повышенного нагрева перед расплавленной ванной появятся дыры.Сварка с глубоким проплавлением — наиболее широко используемый режим лазерной сварки, он позволяет тщательно сваривать заготовку, а входная энергия огромна, что приводит к высокой скорости сварки.
Параметры процесса лазерной сварки
На качество лазерной сварки влияет множество параметров процесса, таких как плотность мощности, форма волны лазерного импульса, расфокусировка, скорость сварки и выбор вспомогательного защитного газа.
Плотность мощности лазера
Плотность мощности является одним из наиболее важных параметров лазерной обработки.Благодаря более высокой плотности мощности поверхностный слой может быть нагрет до точки кипения за микросекунду, что приводит к значительному испарению.Таким образом, высокая плотность мощности предпочтительна для процессов удаления материала, таких как сверление, резка и гравировка.При низкой плотности мощности требуется несколько миллисекунд, чтобы температура поверхности достигла точки кипения, а до того, как поверхность испарится, нижняя часть достигнет точки плавления, что позволяет легко сформировать хороший плавящийся сварной шов.Таким образом, при использовании теплопроводной лазерной сварки диапазон плотности мощности составляет 104–106 Вт/см2.
Форма волны лазерного импульса
Форма волны лазерного импульса является не только важным параметром, позволяющим отличить удаление материала от плавления материала, но также ключевым параметром для определения объема и стоимости технологического оборудования.Когда лазерный луч высокой интенсивности направляется на поверхность материала, на поверхности материала будет отражаться и учитываться потеря 60 ~ 90% лазерной энергии, особенно золото, серебро, медь, алюминий, титан и другие материалы, которые имеют сильное отражение и быстрая передача тепла.Коэффициент отражения металла меняется со временем во время лазерного импульса.Когда температура поверхности материала повышается до точки плавления, коэффициент отражения быстро уменьшается, а когда поверхность находится в состоянии плавления, коэффициент отражения стабилизируется на определенном значении.
Ширина лазерного импульса
Ширина импульса является важным параметром импульсной лазерной сварки.Длительность импульса определялась глубиной проникновения и зоной термического воздействия.Чем длиннее была ширина импульса, тем больше была зона термического воздействия, а глубина проникновения увеличивалась с увеличением 1/2 мощности импульса.Однако увеличение ширины импульса снижает пиковую мощность, поэтому увеличение ширины импульса обычно используется для сварки теплопроводностью, что приводит к получению широкого и мелкого размера сварного шва, что особенно подходит для сварки внахлест тонких и толстых пластин.Однако более низкая пиковая мощность приводит к избыточному подводу тепла, и каждый материал имеет оптимальную ширину импульса, которая максимизирует глубину проникновения.
Количество расфокусировки
Лазерная сварка обычно требует определенной степени расфокусировки, поскольку плотность мощности центра пятна в фокусе лазера слишком высока, что приводит к легкому испарению сварочного материала в отверстия.Распределение плотности мощности относительно равномерно в каждой плоскости вдали от фокуса лазера.
Есть два режима расфокусировки:
Позитивный и негативный дефокус.Если фокальная плоскость расположена над заготовкой, это положительная дефокусировка;в противном случае это отрицательная дефокусировка.Согласно теории геометрической оптики, когда расстояние между положительной и отрицательной плоскостями дефокусировки и плоскостью сварки одинаково, плотность мощности на соответствующей плоскости примерно одинакова, но фактически полученная форма ванны расплава различна.В случае отрицательной дефокусировки можно получить большее проникновение, что связано с процессом образования ванны расплава.
Скорость сварки
Скорость сварки определяет качество поверхности сварки, глубину провара, зону термического влияния и т. д.Скорость сварки будет влиять на подвод тепла в единицу времени.Если скорость сварки слишком низкая, тепловложение будет слишком высоким, что приведет к прожогу заготовки.Если скорость сварки слишком высокая, подвод тепла будет слишком мал, что приведет к частичной и незавершенной сварке заготовки.Уменьшение скорости сварки обычно используется для улучшения проплавления.
Вспомогательный газ для защиты от ударов
Вспомогательный газ для защиты от ударов является важной процедурой при лазерной сварке высокой мощности.С одной стороны, чтобы предотвратить распыление металлических материалов и загрязнение фокусирующего зеркала;С другой стороны, это необходимо для предотвращения слишком сильной фокусировки плазмы, образующейся в процессе сварки, и предотвращения попадания лазера на поверхность материала.В процессе лазерной сварки часто используются гелий, аргон, азот и другие газы для защиты расплавленной ванны, чтобы предотвратить окисление заготовки в сварочной технике.Такие факторы, как тип защитного газа, размер воздушного потока и угол продувки, оказывают большое влияние на результаты сварки, а различные методы продувки также оказывают определенное влияние на качество сварки.
Рекомендуемый нами ручной лазерный сварочный аппарат:
Лазерный сварщик — рабочая среда
◾ Диапазон температур рабочей среды: 15~35 ℃.
◾ Диапазон влажности рабочей среды: < 70%, без конденсации.
◾ Охлаждение: необходим водяной охладитель из-за функции отвода тепла от лазерных теплорассеивающих компонентов, что обеспечивает бесперебойную работу лазерного сварочного аппарата.
(Подробное использование и руководство по охладителю воды вы можете проверить:Меры по защите от замерзания лазерной системы CO2)
Хотите узнать больше о лазерных сварочных аппаратах?
Время публикации: 22 декабря 2022 г.