ติดต่อเรา

อธิบายการเชื่อมด้วยเลเซอร์ – การเชื่อมด้วยเลเซอร์ 101

อธิบายการเชื่อมด้วยเลเซอร์ – การเชื่อมด้วยเลเซอร์ 101

การเชื่อมเลเซอร์คืออะไร? อธิบายการเชื่อมเลเซอร์! ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับการเชื่อมเลเซอร์ รวมถึงหลักการสำคัญและพารามิเตอร์หลักของกระบวนการ!

ลูกค้าหลายรายไม่เข้าใจหลักการทำงานพื้นฐานของเครื่องเชื่อมเลเซอร์ และยิ่งไปกว่านั้นยังไม่สามารถเลือกเครื่องเชื่อมเลเซอร์ที่เหมาะสมได้ อย่างไรก็ตาม Mimowork Laser ยินดีให้ความช่วยเหลือคุณในการตัดสินใจที่ถูกต้อง และให้การสนับสนุนเพิ่มเติมเพื่อช่วยให้คุณเข้าใจเกี่ยวกับการเชื่อมเลเซอร์

การเชื่อมเลเซอร์คืออะไร?

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นการเชื่อมแบบหลอมละลายชนิดหนึ่ง โดยใช้ลำแสงเลเซอร์เป็นแหล่งความร้อนในการเชื่อม หลักการเชื่อมคือวิธีเฉพาะในการกระตุ้นตัวกลางที่ทำงานอยู่ ทำให้เกิดการสั่นของโพรงเรโซแนนซ์ จากนั้นจึงแปลงเป็นลำแสงที่ถูกกระตุ้น เมื่อลำแสงและชิ้นงานสัมผัสกัน พลังงานจะถูกดูดซับโดยชิ้นงาน เมื่ออุณหภูมิถึงจุดหลอมเหลวของวัสดุก็สามารถเชื่อมได้

ตามกลไกหลักของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีกลไกการเชื่อมพื้นฐานสองแบบ ได้แก่ การเชื่อมด้วยการนำความร้อนและการเชื่อมแบบเจาะลึก (รูกุญแจ) ความร้อนที่เกิดจากการเชื่อมด้วยการนำความร้อนจะถูกกระจายไปยังชิ้นงานผ่านการถ่ายเทความร้อน ทำให้พื้นผิวเชื่อมหลอมละลาย โดยไม่เกิดการระเหย ซึ่งมักใช้ในการเชื่อมชิ้นส่วนบางที่มีความเร็วต่ำ การเชื่อมแบบหลอมลึกจะทำให้วัสดุระเหยและเกิดพลาสมาจำนวนมาก เนื่องจากความร้อนที่สูงเกินไปจะทำให้เกิดรูที่ด้านหน้าของแอ่งหลอมเหลว การเชื่อมแบบเจาะลึกเป็นวิธีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่นิยมใช้กันมากที่สุด สามารถเชื่อมชิ้นงานได้อย่างทั่วถึง และให้พลังงานป้อนเข้าสูง ทำให้สามารถเชื่อมได้อย่างรวดเร็ว

เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพา

พารามิเตอร์กระบวนการในการเชื่อมด้วยเลเซอร์

มีพารามิเตอร์กระบวนการมากมายที่ส่งผลต่อคุณภาพของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ เช่น ความหนาแน่นของพลังงาน รูปคลื่นพัลส์เลเซอร์ การเบลอโฟกัส ความเร็วในการเชื่อม และการเลือกก๊าซป้องกันเสริม

ความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์

ความหนาแน่นกำลังไฟฟ้าเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดในกระบวนการเลเซอร์ ด้วยความหนาแน่นกำลังไฟฟ้าที่สูงขึ้น ชั้นผิวสามารถให้ความร้อนถึงจุดเดือดได้ภายในเวลาเพียงไมโครวินาที ส่งผลให้เกิดการระเหยในปริมาณมาก ดังนั้น ความหนาแน่นกำลังไฟฟ้าสูงจึงเป็นประโยชน์สำหรับกระบวนการกำจัดวัสดุ เช่น การเจาะ การตัด และการแกะสลัก สำหรับความหนาแน่นกำลังไฟฟ้าต่ำ อุณหภูมิพื้นผิวจะถึงจุดเดือดภายในเวลาหลายมิลลิวินาที และก่อนที่พื้นผิวจะระเหย ส่วนล่างจะถึงจุดหลอมเหลว ซึ่งง่ายต่อการสร้างรอยเชื่อมหลอมเหลวที่ดี ดังนั้น ในรูปแบบการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบนำความร้อน ช่วงความหนาแน่นกำลังไฟฟ้าอยู่ที่ 104-106 วัตต์/ตารางเซนติเมตร

เครื่องเชื่อมเลเซอร์จิวเวลรี่แบบเป่าลม

รูปคลื่นพัลส์เลเซอร์

รูปคลื่นพัลส์เลเซอร์ไม่เพียงแต่เป็นพารามิเตอร์สำคัญในการแยกแยะการหลุดออกของวัสดุจากการหลอมละลายของวัสดุเท่านั้น แต่ยังเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการกำหนดปริมาณและต้นทุนของอุปกรณ์การประมวลผลอีกด้วย เมื่อลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูงถูกยิงไปที่พื้นผิวของวัสดุ พื้นผิวของวัสดุจะสะท้อนพลังงานเลเซอร์ออกมาประมาณ 60-90% และถือว่าสูญเสียไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งทอง เงิน ทองแดง อลูมิเนียม ไทเทเนียม และวัสดุอื่นๆ ที่มีการสะท้อนแรงสูงและถ่ายเทความร้อนได้เร็ว การสะท้อนแสงของโลหะจะแปรผันตามเวลาในระหว่างพัลส์เลเซอร์ เมื่ออุณหภูมิพื้นผิวของวัสดุสูงขึ้นถึงจุดหลอมเหลว การสะท้อนแสงจะลดลงอย่างรวดเร็ว และเมื่อพื้นผิวอยู่ในสถานะหลอมละลาย การสะท้อนแสงจะคงที่ที่ค่าหนึ่ง

ความกว้างพัลส์เลเซอร์

ความกว้างพัลส์เป็นพารามิเตอร์สำคัญของการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ ความกว้างพัลส์ถูกกำหนดโดยความลึกของการเจาะทะลุและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน ยิ่งความกว้างพัลส์ยาวขึ้นเท่าใด บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนก็จะกว้างขึ้นเท่านั้น และความลึกของการเจาะทะลุจะเพิ่มขึ้นตามกำลัง 1/2 ของความกว้างพัลส์ อย่างไรก็ตาม การเพิ่มความกว้างพัลส์จะทำให้กำลังสูงสุดลดลง ดังนั้นโดยทั่วไปแล้ว การเพิ่มความกว้างพัลส์จึงมักใช้กับการเชื่อมด้วยการนำความร้อน ส่งผลให้รอยเชื่อมมีขนาดกว้างและตื้นขึ้น เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมแบบทับของแผ่นโลหะบางและหนา อย่างไรก็ตาม กำลังสูงสุดที่ต่ำลงจะทำให้เกิดความร้อนมากเกินไป และวัสดุแต่ละชนิดจะมีความกว้างพัลส์ที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งจะทำให้ความลึกของการเจาะทะลุทะลุสูงสุด

ปริมาณการเบลอ

โดยทั่วไปการเชื่อมด้วยเลเซอร์จำเป็นต้องมีการเบลอโฟกัสในระดับหนึ่ง เนื่องจากความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าของจุดศูนย์กลางที่จุดโฟกัสเลเซอร์สูงเกินไป ซึ่งทำให้วัสดุเชื่อมระเหยเป็นรูได้ง่าย การกระจายของความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าค่อนข้างสม่ำเสมอในแต่ละระนาบที่อยู่ห่างจากจุดโฟกัสเลเซอร์

มีโหมดการเบลอภาพสองโหมด:
การเบลอภาพแบบบวกและลบ หากระนาบโฟกัสอยู่เหนือชิ้นงาน จะเรียกว่าการเบลอภาพแบบบวก หากระนาบโฟกัสอยู่เหนือชิ้นงาน จะเรียกว่าการเบลอภาพแบบลบ ตามทฤษฎีทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต เมื่อระยะห่างระหว่างระนาบการเบลอภาพแบบบวกและลบกับระนาบการเชื่อมเท่ากัน ความหนาแน่นของพลังงานบนระนาบที่สอดคล้องกันจะใกล้เคียงกัน แต่ในความเป็นจริงแล้ว รูปร่างของแอ่งหลอมเหลวที่ได้จะแตกต่างกัน ในกรณีที่มีการเบลอภาพแบบลบ จะทำให้ได้การแทรกซึมที่มากขึ้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้างแอ่งหลอมเหลว

เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพา

ความเร็วในการเชื่อม

ความเร็วในการเชื่อมเป็นตัวกำหนดคุณภาพของพื้นผิวการเชื่อม ความลึกในการเชื่อม พื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน และอื่นๆ ความเร็วในการเชื่อมจะส่งผลต่อปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าต่อหน่วยเวลา หากความเร็วในการเชื่อมช้าเกินไป ปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าจะสูงเกินไป ส่งผลให้ชิ้นงานไหม้ หากความเร็วในการเชื่อมเร็วเกินไป ปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าจะน้อยเกินไป ส่งผลให้ชิ้นงานเชื่อมยังไม่สมบูรณ์และยังไม่เสร็จสมบูรณ์ โดยทั่วไปแล้ว การลดความเร็วในการเชื่อมจะช่วยปรับปรุงปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้า

แก๊สป้องกันการระเบิดเสริม

ก๊าซป้องกันการระเบิดเสริมเป็นขั้นตอนสำคัญในการเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังสูง ประการหนึ่งคือเพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุโลหะเกิดการสปัตเตอร์และปนเปื้อนกระจกโฟกัส อีกด้านหนึ่งคือเพื่อป้องกันไม่ให้พลาสมาที่เกิดขึ้นในกระบวนการเชื่อมโฟกัสมากเกินไปและป้องกันไม่ให้เลเซอร์เข้าถึงพื้นผิวของวัสดุ ในกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ มักใช้ก๊าซฮีเลียม อาร์กอน ไนโตรเจน และก๊าซอื่นๆ เพื่อป้องกันแอ่งหลอมเหลว เพื่อป้องกันชิ้นงานจากการเกิดออกซิเดชันในงานเชื่อม ปัจจัยต่างๆ เช่น ชนิดของก๊าซป้องกัน ขนาดของอากาศที่ไหลผ่าน และมุมการเป่า ล้วนส่งผลอย่างมากต่อผลลัพธ์การเชื่อม และวิธีเป่าที่แตกต่างกันก็มีผลต่อคุณภาพของการเชื่อมเช่นกัน

แก๊สป้องกันการเชื่อมเลเซอร์ 01

เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาที่เราแนะนำ:

เครื่องเชื่อมเลเซอร์ - สภาพแวดล้อมการทำงาน

◾ ช่วงอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมการทำงาน: 15~35 ℃

◾ ช่วงความชื้นของสภาพแวดล้อมการทำงาน: < 70% ไม่มีการควบแน่น

◾ การระบายความร้อน: จำเป็นต้องใช้เครื่องทำความเย็นด้วยน้ำเนื่องจากทำหน้าที่ระบายความร้อนให้กับส่วนประกอบระบายความร้อนของเลเซอร์ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องเชื่อมเลเซอร์จะทำงานได้ดี

(รายละเอียดการใช้งานและคำแนะนำเกี่ยวกับเครื่องทำน้ำเย็น คุณสามารถตรวจสอบได้ที่:มาตรการป้องกันการแข็งตัวสำหรับระบบเลเซอร์ CO2)

ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องเชื่อมเลเซอร์หรือไม่?


เวลาโพสต์: 22 ธันวาคม 2565

ส่งข้อความของคุณถึงเรา:

เขียนข้อความของคุณที่นี่และส่งถึงเรา