Vad är lasersvetsning? Lasersvetsning förklarad! Allt du behöver veta om lasersvetsning, inklusive nyckelprincip och huvudsakliga processparametrar!
Många kunder förstår inte de grundläggande arbetsprinciperna för en lasersvetsmaskin, än mindre att välja rätt lasersvetsmaskin, men Mimowork Laser finns här för att hjälpa dig att fatta rätt beslut och ge ytterligare stöd för att hjälpa dig att förstå lasersvetsning.
Vad är lasersvetsning?
Lasersvetsning är en typ av smältsvetsning där laserstrålen används som svetsvärmekälla. Principen för svetsning är att det aktiva mediet stimuleras med en specifik metod, vilket bildar resonanssvängningar i kaviteten och sedan omvandlas till en stimulerad strålstråle. När strålen och arbetsstycket kommer i kontakt med varandra absorberas energin av arbetsstycket, och när temperaturen når materialets smältpunkt kan det svetsas.
Enligt den huvudsakliga mekanismen för svetsbad har lasersvetsning två grundläggande svetsmekanismer: värmeledningssvetsning och djupsvetsning (nyckelhålssvetsning). Värmen som genereras vid värmeledningssvetsning diffunderas till arbetsstycket genom värmeöverföring, så att svetsytan smälter och ingen förångning bör ske, vilket ofta används vid svetsning av låghastighets-, tunna komponenter. Djupsvetsning förångar materialet och bildar en stor mängd plasma. På grund av förhöjd värme kommer det att finnas hål i den smälta badets framsida. Djupsvetsning är det mest använda lasersvetsningssättet, det kan svetsa arbetsstycket noggrant och ingångsenergin är enorm, vilket leder till hög svetshastighet.
Processparametrar vid lasersvetsning
Det finns många processparametrar som påverkar kvaliteten på lasersvetsning, såsom effekttäthet, laserpulsvågform, defokusering, svetshastighet och val av hjälpskyddsgas.
Lasereffektdensitet
Effekttäthet är en av de viktigaste parametrarna inom laserbearbetning. Med en högre effekttäthet kan ytskiktet värmas upp till kokpunkten inom en mikrosekund, vilket resulterar i en stor mängd förångning. Därför är den höga effekttätheten fördelaktig för materialborttagningsprocesser som borrning, skärning och gravering. Vid låg effekttäthet tar det flera millisekunder för yttemperaturen att nå kokpunkten, och innan ytan förångas når botten smältpunkten, vilket gör det lätt att bilda en bra smältsvets. Därför, vid värmeledningslasersvetsning, är effekttäthetsintervallet 104-106W/cm2.
Laserpulsvågform
Laserpulsvågformen är inte bara en viktig parameter för att skilja materialborttagning från materialsmältning, utan också en nyckelparameter för att bestämma volymen och kostnaden för bearbetningsutrustning. När en högintensiv laserstråle riktas mot materialets yta kommer 60 ~ 90 % av laserenergin att reflekteras och betraktas som förlust, särskilt för guld, silver, koppar, aluminium, titan och andra material som har stark reflektion och snabb värmeöverföring. En metalls reflektans varierar med tiden under en laserpuls. När materialets yttemperatur stiger till smältpunkten minskar reflektansen snabbt, och när ytan är i smälttillstånd stabiliseras reflektansen vid ett visst värde.
Laserpulsbredd
Pulsbredden är en viktig parameter vid pulsad lasersvetsning. Pulsbredden bestämdes av penetrationsdjupet och den värmepåverkade zonen. Ju längre pulsbredden var, desto större var den värmepåverkade zonen, och penetrationsdjupet ökade med halva pulsbreddens effekt. Ökningen av pulsbredden minskar dock toppeffekten, så ökningen av pulsbredden används generellt för värmeledningssvetsning, vilket resulterar i en bred och grund svetsstorlek, särskilt lämplig för överlappsvetsning av tunna och tjocka plåtar. Lägre toppeffekt resulterar dock i överskottsvärmetillförsel, och varje material har en optimal pulsbredd som maximerar penetrationsdjupet.
Defokusmängd
Lasersvetsning kräver vanligtvis en viss mängd defokusering, eftersom effekttätheten i punktens centrum vid laserfokus är för hög, vilket gör att svetsmaterialet lätt förångas in i hålen. Effekttäthetsfördelningen är relativt jämn i varje plan bort från laserfokus.
Det finns två oskärpelägen:
Positiv och negativ defokusering. Om fokusplanet är beläget ovanför arbetsstycket är det positiv defokusering; annars är det negativ defokusering. Enligt geometrisk optik är effekttätheten på motsvarande plan ungefär densamma när avståndet mellan de positiva och negativa defokuseringsplanen och svetsplanet är lika, men i själva verket är den erhållna smälta badformen annorlunda. Vid negativ defokusering kan större penetration erhållas, vilket är relaterat till smältbadets bildningsprocess.
Svetshastighet
Svetshastigheten avgör svetsytans kvalitet, inträngningsdjupet, den värmepåverkade zonen och så vidare. Svetshastigheten påverkar värmetillförseln per tidsenhet. Om svetshastigheten är för låg är värmetillförseln för hög, vilket resulterar i att arbetsstycket brinner igenom. Om svetshastigheten är för hög är värmetillförseln för liten, vilket resulterar i att arbetsstycket svetsas delvis och obearbetat. Att minska svetshastigheten används vanligtvis för att förbättra inträngningen.
Hjälpgas mot blåsskydd
Hjälpgas för blåsskydd är en viktig procedur vid högeffektslasersvetsning. Å ena sidan är det för att förhindra att metallmaterial sputterar och förorenar fokuseringsspegeln; å andra sidan är det för att förhindra att plasman som genereras i svetsprocessen fokuserar för mycket och förhindra att lasern når materialytan. Vid lasersvetsning används ofta helium, argon, kväve och andra gaser för att skydda smältbadet och därmed förhindra att arbetsstycket oxiderar under svetsningen. Faktorer som typen av skyddsgas, luftflödets storlek och blåsvinkeln har stor inverkan på svetsresultaten, och olika blåsmetoder har också en viss inverkan på svetskvaliteten.
Vår rekommenderade handhållna lasersvets:
Lasersvetsare - Arbetsmiljö
◾ Arbetsmiljöns temperaturområde: 15~35 ℃
◾ Luftfuktighet i arbetsmiljön: < 70 % Ingen kondens
◾ Kylning: Vattenkylare är nödvändig på grund av funktionen att avlägsna värme från laserkomponenter som avleder värme, vilket säkerställer att lasersvetsen fungerar bra.
(Detaljerad användning och guide om vattenkylare, du kan kontrollera:Frysskyddsåtgärder för CO2-lasersystem)
Vill du veta mer om lasersvetsare?
Publiceringstid: 22 december 2022