Màquines de soldadura per làser

Densitat de potència làser:La densitat de potència del làser es refereix a la potència del làser per unitat d'àrea.
Densitat de potència (W/c㎡)=4*Energia del pols làser (J)/πDiàmetre del punt (cm)²*Amplada(s) del pols Diàmetre del punt (mm)=[Distància focal d'enfocament (mm) /Distància focal de col·limació del cap làser (mm)]*Diàmetre del nucli de la fibra òptica (mm) 1cm=10mm=10000um

Potència làser:La soldadura làser en l'existència d'un llindar de densitat d'energia làser 104-106W/cm², per sota d'aquest valor, l'absorció metàl·lica de l'energia làser només pot provocar l'augment de la temperatura de la superfície del material, però mantenir la fase sòlida sense canvis, un cop el valor sigui aconseguida o superada, la profunditat de fusió augmentarà substancialment. Només quan la densitat de potència del làser a la peça supera el valor llindar (depenent del material), es genera un plasma, que marca l'estabilització de la profunditat de la soldadura per fusió. Si la potència del làser arriba al valor llindar, només es produeix la fusió superficial de la peça de treball, és a dir, la soldadura té lloc en un tipus de conducció de calor constant. Quan la densitat de potència del làser es troba al voltant de 106 W/cm², que és la condició crítica per a la formació de petits forats, la soldadura de fusió profunda i la conducció de calor es produeixen alternativament i el procés de soldadura es torna inestable, donant lloc a grans fluctuacions en el profunditat de penetració. En la soldadura làser de fusió profunda, la potència del làser controla tant la profunditat de penetració com la velocitat de soldadura. La profunditat de la soldadura està directament relacionada amb la densitat de potència del feix i és una funció de la potència del feix incident i del punt focal del feix. En general, per a un diàmetre determinat del feix làser, la profunditat de penetració augmenta a mesura que augmenta la potència del feix.

Forma d'ona d'amplada de pols làser:En termes generals, quan el làser comença a actuar a la superfície del material processat, la reflectivitat és alta, i quan la temperatura superficial del material augmenta fins al punt de fusió, la reflectivitat disminueix ràpidament. Quan la temperatura de la superfície del material es troba en estat de fusió, la reflectivitat s'estabilitza a un determinat valor. Així, quan es solda material reflectant alt, si es manté una ona quadrada (l'energia requerida és molt més alta que l'acer inoxidable), l'inici de l'etapa de reflectivitat del coure és alta, la major part de la llum es reflecteix, la segona etapa del coure La temperatura augmenta la reflectivitat disminueix, el coure va començar a absorbir energia, si aquest temps encara és una energia molt alta, la temperatura del coure es pot escalfar fins al punt d'ebullició, donant lloc a la inestabilitat de la soldadura, per la qual cosa és necessari utilitzar un pre Spike amb un lent descens de la forma d'ona.

Quantitat de desenfocament:El desenfocament és la distància des de la superfície de la soldadura fins al punt més petit del raig làser enfocat durant la soldadura. Hi ha dos tipus de desenfocament: el desenfocament positiu i el desenfocament negatiu. Com es mostra a la figura, el pla focal situat per sobre de la peça és un desenfocament positiu, i viceversa és un desenfocament negatiu. Canviar la quantitat de desenfocament pot canviar la mida del punt d'escalfament làser i la condició incident del feix. Una única quantitat de desenfocament és massa gran per augmentar el diàmetre del punt, reduir la densitat de potència per sobre del punt, de manera que es redueix la profunditat de fusió. La quantitat de desenfocament no només afecta la mida del diàmetre del punt a la superfície de la peça de treball, sinó que també afecta la direcció de la incidència del feix, el mode de soldadura, etc., i per tant té un major impacte en la forma de la soldadura, la piscina fosa i la creu. -àrea de secció.

Velocitat de soldadura:La velocitat de la soldadura afecta l'entrada de calor per unitat de temps. Si la velocitat de soldadura és massa lenta, l'entrada de calor serà massa gran, donant lloc a la cremada de la peça; si la velocitat de soldadura és massa ràpida, l'entrada de calor serà massa petita, donant lloc a la soldadura de la peça. Amb una certa potència làser, augmenta la velocitat de soldadura, l'entrada de calor disminueix, la profunditat de soldadura disminueix. La reducció adequada de la velocitat de soldadura pot augmentar la profunditat de fusió, però si la velocitat de soldadura és massa baixa, la profunditat de fusió no augmentarà, sinó que augmentarà l'amplada de la fusió.

Gas protector:El procés de soldadura làser sovint utilitza gasos inerts per protegir la piscina fosa, quan la soldadura d'alguns materials no es preocupa per l'oxidació de la superfície no es pot tenir en compte la protecció, però per a la majoria de les aplicacions s'utilitza sovint heli, argó, nitrogen i altres gasos per a la protecció, de manera que la peça en el procés de soldadura de l'oxidació. La segona funció de l'ús de gasos protectors és protegir la lent d'enfocament de la contaminació de vapors metàl·lics i de la pols de gotes líquides. Especialment en la soldadura làser d'alta potència, perquè la seva ejecta es torna molt forta, en aquest moment és molt necessari protegir la lent. El tercer paper del gas protector és dissipar el blindatge de plasma generat per la soldadura làser d'alta potència és molt eficaç. El vapor metàl·lic absorbeix el raig làser i s'ionitza en un núvol de plasma, i el gas protector al voltant del vapor metàl·lic també s'ionitza a causa de la calor. Si hi ha massa plasma, el raig làser és consumit fins a cert punt pel plasma. El plasma està present a la superfície de treball com a segona font d'energia, fent que la profunditat de fusió sigui menys profunda i la superfície de la piscina de soldadura més àmplia. L'efecte del núvol de plasma sobre la profunditat de fusió és més pronunciat a la zona de baixa velocitat de soldadura. El seu efecte disminueix quan augmenta la velocitat de soldadura.

Materials de soldadura:L'absorció del feix làser pel material depèn d'algunes propietats importants del material, com ara la taxa d'absorció, reflectivitat, conductivitat tèrmica, temperatura de fusió, temperatura d'evaporació, etc., de les quals la més important és la taxa d'absorció. Els factors que afecten l'absorció del raig làser del material inclouen dos aspectes: en primer lloc, el coeficient de resistència elèctrica del material, després de mesurar la taxa d'absorció de la superfície polida del material, es troba que la taxa d'absorció del material és proporcional a l'arrel quadrada del material. coeficient de resistència elèctrica, que varia amb la temperatura; en segon lloc, l'estat superficial del material (o el grau d'acabat) té un efecte més important sobre la taxa d'absorció del feix, que tindrà un efecte significatiu en l'efecte de soldadura.