Ласерско заваривање може се остварити континуалним или импулсним ласерским генератором. Принцип ласерског заваривања може се поделити на топлотно проводљиво заваривање и ласерско дубоко топљиво заваривање. Густина снаге мања од 104~105 W/cm2 је топлотно проводљиво заваривање, у овом тренутку, дубина топљења и брзина заваривања су спори; када је густина снаге већа од 105~107 W/cm2, метална површина се под дејством топлоте увија у „кључаонице“, формирајући дубоко топљиво заваривање, које има карактеристике велике брзине заваривања и великог односа дубине и ширине.
Данас ћемо се углавном бавити знањем о главним факторима који утичу на квалитет ласерског дубоког заваривања.
1. Снага ласера
Код ласерског дубоког заваривања фузијом, снага ласера контролише и дубину продирања и брзину заваривања. Дубина завара је директно повезана са густином снаге снопа и функција је снаге упадног снопа и жижне тачке снопа. Генерално говорећи, за ласерски сноп одређеног пречника, дубина продирања се повећава са повећањем снаге снопа.
2. Жижна тачка
Величина тачке снопа је једна од најважнијих варијабли у ласерском заваривању јер одређује густину снаге. Али њено мерење је изазов за ласере велике снаге, иако је доступно много индиректних техника мерења.
Величина дифракционе граничне тачке фокуса снопа може се израчунати према теорији дифракције, али стварна величина тачке је већа од израчунате вредности због постојања лошег фокусног одраза. Најједноставнија метода мерења је метода изотемпературног профила, која мери пречник фокусне тачке и перфорацију након што дебели папир сагори и продре кроз полипропиленску плочу. Ова метода, кроз праксу мерења, савладава величину снаге ласера и време деловања снопа.
3. Заштитни гас
Процес ласерског заваривања често користи заштитне гасове (хелијум, аргон, азот) за заштиту растопљеног базена, спречавајући оксидацију радног предмета током процеса заваривања. Други разлог за употребу заштитног гаса је заштита фокусирајућег сочива од контаминације металним парама и распршивања капљицама течности. Посебно код ласерског заваривања велике снаге, избацивање постаје веома снажно, па је неопходно заштитити сочиво. Трећи ефекат заштитног гаса је тај што је веома ефикасан у распршивању плазма заштите коју производи ласерско заваривање велике снаге. Метална пара апсорбује ласерски зрак и јонизује се у плазма облак. Заштитни гас око металне паре такође јонизује због топлоте. Ако има превише плазме, ласерски зрак некако бива потрошен од стране плазме. Као друга енергија, плазма постоји на радној површини, што чини дубину завара плићом, а површину базена заваривања широм.
Како одабрати прави заштитни гас?
4. Стопа апсорпције
Апсорпција ласера у материјалу зависи од неких важних својстава материјала, као што су брзина апсорпције, рефлективност, топлотна проводљивост, температура топљења и температура испаравања. Међу свим факторима, најважнији је брзина апсорпције.
Два фактора утичу на брзину апсорпције материјала у ласерском зраку. Први је коефицијент отпора материјала. Утврђено је да је брзина апсорпције материјала пропорционална квадратном корену коефицијента отпора, а коефицијент отпора варира са температуром. Друго, стање површине (или завршна обрада) материјала има важан утицај на брзину апсорпције зрака, што значајно утиче на ефекат заваривања.
5. Брзина заваривања
Брзина заваривања има велики утицај на дубину продирања. Повећање брзине ће смањити дубину продирања, али прениска брзина ће довести до прекомерног топљења материјала и заваривања радног предмета. Стога постоји одговарајући опсег брзине заваривања за одређени материјал са одређеном снагом ласера и одређеном дебљином, а максимална дубина продирања може се постићи при одговарајућој вредности брзине.
6. Жижна даљина фокусног сочива
Фокусно сочиво се обично уграђује у главу пиштоља за заваривање, генерално се бира жижна даљина од 63~254 мм (пречник 2,5"~10"). Величина тачке фокусирања је пропорционална жижној даљини, што је жижна даљина краћа, то је тачка мања. Међутим, дужина жижне даљине такође утиче на дубину фокуса, односно дубина фокуса се повећава синхроно са жижном даљином, тако да кратка жижна даљина може побољшати густину снаге, али пошто је дубина фокуса мала, растојање између сочива и радног предмета мора се прецизно одржавати, а дубина продирања није велика. Због утицаја прскања и ласерског режима током заваривања, најкраћа жижна дубина која се користи у стварном заваривању је углавном 126 мм (пречник 5"). Сочиво са жижном даљином од 254 мм (пречник 10") може се одабрати када је шав велики или када је потребно повећати завар повећањем величине тачке. У овом случају, потребна је већа излазна снага ласера (густина снаге) да би се постигао ефекат дубоког продора рупе.
Више питања о цени и конфигурацији ручне машине за ласерско заваривање
Време објаве: 27. септембар 2022.