Uz popularnost ručnih laserskih zavarivača u industriji, ljudi žele znati više o laserskom zavarivanju. Ovaj članak opisuje dva različita načina laserskog zavarivanja i faktore koji utiču na efikasnost laserskog zavarivanja.
Lasersko zavarivanje se može postići kontinuiranim ili impulsnim laserskim snopom, a može se klasificirati kao zavarivanje prijenosom topline ili lasersko zavarivanje dubokim topljenjem po principu laserskog zavarivanja. Slijedi opis ova dva načina laserskog zavarivanja.
Zavarivanje provodljivom toplotom
Zavarivanje provodljivošću topline uključuje difuziju topline u radni predmet prijenosom topline. Radni komad se topi i formira se specifičan bazen taline kontrolom laserskih parametara kao što su širina, energija, vršna snaga i frekvencija ponavljanja laserskog impulsa. Ovaj način laserskog zavarivanja stvara fenomen topljenja samo na površini zavara, unutrašnjost obratka nije potpuno otopljena i u osnovi se ne stvara isparavanje. Mala dubina taljenja i spora brzina zavarivanja nakon zavarivanja se uglavnom koriste za zavarivanje metalnih materijala tankih stijenki pri maloj brzini.
Lasersko zavarivanje dubokom fuzijom
Lasersko zavarivanje dubokom fuzijom ne samo da u potpunosti prodire u materijal, već i isparava materijal, formirajući veliku količinu plazme. Zbog velike vrućine pojavit će se ključaonica na prednjem dijelu bazena za topljenje. Zavarivanje dubokom fuzijom je najčešće korišten način laserskog zavarivanja zbog svoje velike ulazne energije, velike brzine zavarivanja i velikog omjera dubine i širine. Mašine za lasersko zavarivanje za zavarivanje zupčanika i metalurško zavarivanje limova uglavnom uključuju lasersko zavarivanje dubokom fuzijom.
Različiti parametri procesa imaju različite efekte na efekat laserskog zavarivanja. Ovdje su opisana tri faktora koji utiču na efekat laserskog zavarivanja.
Laser Power
Kod laserskog zavarivanja postoji prag gustine energije lasera, ispod kojeg je dubina taline plitka, a kada se ova vrijednost dostigne ili prekorači, dubina rastaline se značajno povećava. Tek kada gustina snage lasera na radnom komadu pređe graničnu vrednost (ovisno o materijalu), stvara se plazma, što označava stabilizaciju zavarivanja dubokim topljenjem.
Ako je snaga lasera ispod ovog praga, dolazi do samo površinskog topljenja obratka, tj. zavarivanje se odvija stabilnim načinom prenosa toplote. A kada je gustina snage lasera blizu kritičnih uslova za formiranje malih rupa, zavarivanje dubokim topljenjem i provodljivo zavarivanje se izmjenjuju i postaju nestabilni procesi zavarivanja, što rezultira velikim fluktuacijama u dubini taline. Kod laserskog zavarivanja dubokom fuzijom, snaga lasera kontroliše i dubinu prodiranja i brzinu zavarivanja. Općenito, za laserski snop određenog promjera, dubina taline se povećava kako se povećava snaga zraka.
Brzina zavarivanja
Brzina zavarivanja ima veliki uticaj na dubinu taline. Povećanjem brzine zavarivanja dubina taline će biti manja, ali preniska brzina će dovesti do prekomjernog topljenja materijala i zavarivanja kroz radni komad. Dakle, za određenu snagu lasera i određenu debljinu određenog materijala treba imati odgovarajući raspon brzine zavarivanja, iu kojem se odgovarajuća vrijednost brzine može dobiti kada je najveća dubina taline.
Zaštitni gas
Proces laserskog zavarivanja često koristi inertne plinove za zaštitu rastopljenog bazena, što se može zanemariti kada se određeni materijali mogu zavarivati bez obzira na površinsku oksidaciju, ali za većinu primjena helij, argon i dušik se često koriste za zaštitu radnog komada od oksidacije tijekom zavarivanja. proces.
Helij se ne ionizira lako, dozvoljavajući laseru da prođe i da energija zraka neometano stigne do površine obratka. Ovo je najefikasniji zaštitni gas koji se koristi u laserskom zavarivanju, ali je skuplji. Argon je jeftiniji i gušći, pa bolje štiti. Međutim, podložan je jonizaciji metalne plazme na visokim temperaturama i kao rezultat toga štiti dio zraka od dopremanja do radnog predmeta, smanjujući efektivnu snagu lasera za zavarivanje i također smanjujući brzinu zavarivanja i dubinu taline. Dušik je najjeftiniji tip zaštitnog plina, ali nije pogodan za određene vrste zavarivanja nehrđajućeg čelika. To je uglavnom zbog metalurških problema, kao što je apsorpcija, koja ponekad stvara poroznost u zoni preklopa.
Druga funkcija korištenja zaštitnog plina je zaštita sočiva za fokusiranje unutar laserskog pištolja za zavarivanje od kontaminacije metalnim parama i raspršivanja tekućih otopljenih kapljica. Ovo je posebno neophodno kod laserskog zavarivanja velike snage, gde izbacivanje postaje veoma moćno. Treća funkcija zaštitnog plina je da rasprši plazma zaštitu proizvedenu laserskim zavarivanjem velike snage.
