Що таке лазерне зварювання?Пояснення лазерного зварювання!Все, що вам потрібно знати про лазерне зварювання, включаючи ключові принципи та основні параметри процесу!
Багато клієнтів не розуміють основних принципів роботи лазерного зварювального апарату, не кажучи вже про вибір правильного лазерного зварювального апарату, однак Mimowork Laser тут, щоб допомогти вам прийняти правильне рішення та надати додаткову підтримку, щоб допомогти вам зрозуміти лазерне зварювання.
Що таке лазерне зварювання?
Лазерне зварювання - це тип зварювання плавленням, який використовує лазерний промінь як джерело зварювального тепла, принцип зварювання полягає в тому, щоб за допомогою спеціального методу стимулювати активне середовище, утворюючи коливання резонансної порожнини, а потім перетворюватися на стимульований промінь випромінювання, коли промінь і робоча деталь контактують один з одним, енергія поглинається робочою деталлю, коли температура досягає точки плавлення матеріалу, можна зварювати.
Згідно з основним механізмом зварювальної ванни, лазерне зварювання має два основних механізми зварювання: зварювання теплопровідністю та зварювання глибоким проплавленням (замкова щілина).Тепло, що виділяється під час зварювання теплопровідністю, поширюється на деталь за допомогою теплопередачі, так що поверхня зварного шва розплавляється, не повинно відбуватися випаровування, яке часто використовується при зварюванні низькошвидкісних тонких компонентів.Зварювання методом глибокого плавлення випаровує матеріал і утворює велику кількість плазми.Через високу температуру в передній частині басейну з розплавом будуть отвори.Зварювання глибоким проплавленням є найпоширенішим режимом лазерного зварювання, він дозволяє ретельно зварити заготовку, а вхідна енергія є величезною, що забезпечує високу швидкість зварювання.
Параметри процесу лазерного зварювання
Існує багато параметрів процесу, які впливають на якість лазерного зварювання, наприклад щільність потужності, форма хвилі лазерного імпульсу, розфокусування, швидкість зварювання та вибір допоміжного захисного газу.
Щільність потужності лазера
Щільність потужності є одним з найважливіших параметрів лазерної обробки.При вищій щільності потужності поверхневий шар може бути нагрітий до точки кипіння протягом мікросекунди, що призводить до великого випаровування.Таким чином, висока щільність потужності є перевагою для процесів видалення матеріалу, таких як свердління, різання та гравірування.Для низької щільності потужності потрібно кілька мілісекунд, щоб температура поверхні досягла точки кипіння, і до того, як поверхня випарується, нижня частина досягає точки плавлення, що дозволяє легко утворити хороший зварний шов.Таким чином, у формі теплопровідного лазерного зварювання діапазон щільності потужності становить 104-106 Вт/см2.
Форма хвилі лазерного імпульсу
Форма хвилі лазерного імпульсу є не тільки важливим параметром, який дозволяє відрізнити видалення матеріалу від його плавлення, але й ключовим параметром для визначення обсягу та вартості обладнання для обробки.Коли лазерний промінь високої інтенсивності потрапляє на поверхню матеріалу, на поверхні матеріалу буде відображено 60 ~ 90% лазерної енергії, яка вважається втратою, особливо золото, срібло, мідь, алюміній, титан та інші матеріали, які мають сильне відображення і швидка теплопередача.Коефіцієнт відбиття металу змінюється з часом під час лазерного імпульсу.Коли температура поверхні матеріалу підвищується до точки плавлення, коефіцієнт відбиття швидко зменшується, а коли поверхня знаходиться в стані плавлення, коефіцієнт відбиття стабілізується на певному значенні.
Ширина лазерного імпульсу
Ширина імпульсу є важливим параметром імпульсного лазерного зварювання.Ширина імпульсу визначалася глибиною проникнення та зоною теплового впливу.Чим довша була ширина імпульсу, тим більшою була зона теплового впливу, а глибина проникнення збільшувалася на 1/2 ступеня ширини імпульсу.Однак збільшення ширини імпульсу зменшить пікову потужність, тому збільшення ширини імпульсу зазвичай використовується для теплопровідного зварювання, що призводить до широкого та дрібного розміру зварного шва, особливо придатного для зварювання внахлест тонких і товстих пластин.Однак менша пікова потужність призводить до надлишкового надходження тепла, і кожен матеріал має оптимальну ширину імпульсу, яка максимізує глибину проникнення.
Кількість розфокусування
Лазерне зварювання зазвичай вимагає певного розфокусування, оскільки щільність потужності центру плями у фокусі лазера занадто висока, що легко випаровує зварювальний матеріал у отвори.Розподіл щільності потужності відносно рівномірний у кожній площині від лазерного фокусу.
Є два режими розфокусування:
Позитивний і негативний дефокус.Якщо фокальна площина розташована над заготовкою, то це позитивний дефокус;інакше це негативне розфокусування.Відповідно до теорії геометричної оптики, коли відстань між позитивною та негативною площинами розфокусування та площиною зварювання однакова, щільність потужності у відповідній площині приблизно однакова, але фактично отримана форма ванни розплаву відрізняється.У разі негативного розфокусування можна отримати більше проникнення, що пов’язано з процесом утворення розплавленої ванни.
Швидкість зварювання
Швидкість зварювання визначає якість зварювальної поверхні, глибину проплавлення, зону теплового впливу тощо.Швидкість зварювання буде впливати на підведення тепла в одиницю часу.Якщо швидкість зварювання занадто низька, підведення тепла занадто велике, що призводить до прогоряння заготовки.Якщо швидкість зварювання надто велика, надходження тепла занадто мало, що призводить до часткового та незавершеного зварювання заготовки.Зменшення швидкості зварювання зазвичай використовується для поліпшення проплавлення.
Допоміжний захисний газ
Допоміжний захисний газ є важливою процедурою при високопотужному лазерному зварюванні.З одного боку, для запобігання розбризкуванню металевих матеріалів і забрудненню дзеркала фокусування;З іншого боку, це запобігає надто сильному фокусуванню плазми, що утворюється в процесі зварювання, і запобігає потраплянню лазера на поверхню матеріалу.У процесі лазерного зварювання гелій, аргон, азот та інші гази часто використовуються для захисту розплавленої ванни, щоб запобігти окисленню заготовки в зварювальній техніці.Такі фактори, як тип захисного газу, розмір повітряного потоку та кут обдуву, мають великий вплив на результати зварювання, а різні методи продування також матимуть певний вплив на якість зварювання.
Наш рекомендований портативний лазерний зварювальний апарат:
Лазерний зварювальник - робоче середовище
◾ Діапазон температур робочого середовища: 15~35 ℃
◾ Діапазон вологості робочого середовища: < 70% Без конденсації
◾ Охолодження: водяний охолоджувач необхідний через функцію відведення тепла для компонентів, що розсіюють тепло лазера, забезпечуючи належну роботу лазерного зварювального апарату.
(Детальний посібник із використання водяного охолоджувача див. у:Заходи захисту від замерзання для лазерної системи CO2)
Хочете дізнатися більше про лазерні зварювальні апарати?
Час публікації: 22 грудня 2022 р