การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถทำได้โดยใช้เครื่องกำเนิดเลเซอร์แบบต่อเนื่องหรือแบบพัลซิ่งหลักการเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นการเชื่อมด้วยการนำความร้อนและการเชื่อมฟิวชั่นด้วยเลเซอร์ลึกความหนาแน่นของพลังงานน้อยกว่า 104~105 W/cm2 คือการเชื่อมด้วยการนำความร้อน ในเวลานี้ ความลึกของการหลอมละลาย และความเร็วในการเชื่อมช้าเมื่อความหนาแน่นของพลังงานมากกว่า 105~107 W/cm2 พื้นผิวโลหะจะเว้าเป็น "รูกุญแจ" ภายใต้การกระทำของความร้อน ทำให้เกิดการเชื่อมฟิวชั่นแบบลึก ซึ่งมีลักษณะของความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็วและอัตราส่วนความลึกต่อความกว้างที่มาก
วันนี้เราจะพูดถึงความรู้เกี่ยวกับปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อคุณภาพของการเชื่อมฟิวชั่นด้วยเลเซอร์แบบดีพฟิวชันเป็นหลัก
1. พลังเลเซอร์
ในการเชื่อมฟิวชั่นด้วยเลเซอร์ลึก พลังงานเลเซอร์จะควบคุมทั้งความลึกในการเจาะและความเร็วในการเชื่อมความลึกของการเชื่อมมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความหนาแน่นของกำลังลำแสง และเป็นหน้าที่ของกำลังลำแสงตกกระทบและจุดโฟกัสของลำแสงโดยทั่วไปแล้ว สำหรับลำแสงเลเซอร์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่ง ความลึกของการเจาะจะเพิ่มขึ้นตามกำลังของลำแสงที่เพิ่มขึ้น
2. จุดโฟกัส
ขนาดลำแสงเป็นตัวแปรที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ เนื่องจากเป็นตัวกำหนดความหนาแน่นของพลังงานแต่การวัดถือเป็นความท้าทายสำหรับเลเซอร์กำลังสูง แม้ว่าจะมีเทคนิคการวัดทางอ้อมมากมายก็ตาม
ขนาดจุดจำกัดการเลี้ยวเบนของโฟกัสลำแสงสามารถคำนวณได้ตามทฤษฎีการเลี้ยวเบน แต่ขนาดจุดตามจริงนั้นใหญ่กว่าค่าที่คำนวณได้ เนื่องจากการสะท้อนของโฟกัสไม่ดีวิธีการวัดที่ง่ายที่สุดคือวิธีการโปรไฟล์อุณหภูมิ ISO ซึ่งวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของจุดโฟกัสและการเจาะหลังจากที่กระดาษหนาถูกเผาและทะลุผ่านแผ่นโพลีโพรพีลีนวิธีการนี้ผ่านการฝึกปฏิบัติการวัด ทำให้สามารถควบคุมขนาดกำลังเลเซอร์และเวลาการทำงานของลำแสงได้
3. แก๊สป้องกัน
กระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์มักจะใช้ก๊าซป้องกัน (ฮีเลียม อาร์กอน ไนโตรเจน) เพื่อปกป้องบ่อหลอมเหลว ป้องกันชิ้นงานจากการเกิดออกซิเดชันในกระบวนการเชื่อมเหตุผลที่สองในการใช้แก๊สป้องกันคือเพื่อปกป้องเลนส์โฟกัสจากการปนเปื้อนด้วยไอของโลหะและการสปัตเตอร์จากหยดของเหลวโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังสูง การดีดตัวออกมาจะมีพลังมาก จึงจำเป็นต้องปกป้องเลนส์ผลกระทบประการที่สามของก๊าซป้องกันคือมีประสิทธิภาพมากในการกระจายตัวป้องกันพลาสมาที่เกิดจากการเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังสูงไอโลหะดูดซับลำแสงเลเซอร์และแตกตัวเป็นไอออนเป็นเมฆพลาสมาก๊าซป้องกันที่อยู่รอบๆ ไอโลหะยังแตกตัวเป็นไอออนเนื่องจากความร้อนหากมีพลาสมามากเกินไป ลำแสงเลเซอร์ก็จะถูกใช้ไปโดยพลาสมาเนื่องจากพลังงานที่สอง พลาสมามีอยู่บนพื้นผิวการทำงาน ซึ่งทำให้ความลึกของการเชื่อมตื้นขึ้น และพื้นผิวของสระเชื่อมกว้างขึ้น
วิธีการเลือกก๊าซป้องกันที่เหมาะสม ?
4. อัตราการดูดซึม
การดูดกลืนแสงด้วยเลเซอร์ของวัสดุขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่สำคัญบางประการของวัสดุ เช่น อัตราการดูดซึม การสะท้อนกลับ การนำความร้อน อุณหภูมิหลอมละลาย และอุณหภูมิการระเหยในบรรดาปัจจัยทั้งหมด สิ่งที่สำคัญที่สุดคืออัตราการดูดซึม
ปัจจัยสองประการที่ส่งผลต่ออัตราการดูดซับของวัสดุไปยังลำแสงเลเซอร์อย่างแรกคือค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานของวัสดุพบว่าอัตราการดูดซับของวัสดุเป็นสัดส่วนกับรากที่สองของค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทาน และค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานจะแปรผันตามอุณหภูมิประการที่สอง สภาพพื้นผิว (หรือผิวสำเร็จ) ของวัสดุมีอิทธิพลสำคัญต่ออัตราการดูดซับของลำแสง ซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อผลการเชื่อม
5. ความเร็วในการเชื่อม
ความเร็วในการเชื่อมมีอิทธิพลอย่างมากต่อความลึกของการเจาะการเพิ่มความเร็วจะทำให้ความลึกของการเจาะตื้นขึ้น แต่ต่ำเกินไปจะทำให้วัสดุหลอมละลายมากเกินไปและเชื่อมชิ้นงานผ่านดังนั้นจึงมีช่วงความเร็วในการเชื่อมที่เหมาะสมสำหรับวัสดุเฉพาะที่มีกำลังเลเซอร์และความหนาที่แน่นอน และสามารถรับความลึกของการเจาะสูงสุดได้ที่ค่าความเร็วที่สอดคล้องกัน
6. ทางยาวโฟกัสของเลนส์โฟกัส
โดยปกติจะติดตั้งเลนส์โฟกัสไว้ที่หัวของปืนเชื่อม โดยทั่วไปจะเลือกทางยาวโฟกัส 63~254 มม. (เส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 "~10")ขนาดจุดโฟกัสจะขึ้นอยู่กับทางยาวโฟกัส ยิ่งทางยาวโฟกัสสั้น จุดโฟกัสก็จะยิ่งเล็กลงอย่างไรก็ตาม ความยาวของทางยาวโฟกัสยังส่งผลต่อความลึกของโฟกัสด้วย กล่าวคือ ความลึกของโฟกัสจะเพิ่มขึ้นพร้อมกันกับทางยาวโฟกัส ดังนั้นทางยาวโฟกัสที่สั้นจึงสามารถปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานได้ แต่เนื่องจากความลึกของโฟกัสมีขนาดเล็ก ระยะทาง ต้องรักษาระหว่างเลนส์กับชิ้นงานอย่างแม่นยำและความลึกของการเจาะไม่มากเนื่องจากอิทธิพลของการกระเด็นและโหมดเลเซอร์ระหว่างการเชื่อม ความลึกโฟกัสที่สั้นที่สุดที่ใช้ในการเชื่อมจริงส่วนใหญ่อยู่ที่ 126 มม. (เส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ") สามารถเลือกเลนส์ที่มีความยาวโฟกัส 254 มม. (เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ") ได้เมื่อตะเข็บมีขนาดใหญ่ หรือต้องเพิ่มรอยเชื่อมโดยการเพิ่มขนาดจุดในกรณีนี้ จำเป็นต้องใช้กำลังเอาต์พุตเลเซอร์ที่สูงขึ้น (ความหนาแน่นของกำลัง) เพื่อให้ได้เอฟเฟกต์รูเจาะลึก
คำถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับราคาและการกำหนดค่าเครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบมือถือ
เวลาโพสต์: Sep-27-2022