Odată cu popularitatea sudorilor cu laser portabili în industrie, oamenii doresc să afle mai multe despre sudarea cu laser. Acest articol descrie două moduri diferite de sudare cu laser și factorii care au un impact asupra eficienței sudurii cu laser.
Sudarea cu laser poate fi realizată fie cu un fascicul laser continuu, fie cu impulsuri și poate fi clasificată ca sudare prin transfer de căldură sau sudare prin fuziune profundă cu laser, bazată pe principiul sudării cu laser. Mai jos este o descriere a acestor două moduri de sudare cu laser.
Sudarea prin conductie termica
Sudarea prin conducție de căldură implică difuzarea căldurii în piesa de prelucrat prin transfer de căldură. Piesa de prelucrat este topită și se formează un bazin de topire specific prin controlul parametrilor laser, cum ar fi lățimea, energia, puterea de vârf și frecvența de repetiție a impulsului laser. Acest mod de sudare cu laser produce fenomen de topire numai pe suprafața sudurii, interiorul piesei de prelucrat nu este complet topit și practic nu se produce vaporizare. Adâncimea mică de topire și viteza lentă de sudare după sudare sunt utilizate în principal pentru sudarea materialelor metalice cu pereți subțiri la viteză mică.
Sudare prin fuziune profundă cu laser
Sudarea prin fuziune profundă cu laser nu numai că pătrunde complet în material, dar și vaporizează materialul, formând o cantitate mare de plasmă. Datorită căldurii mari, va apărea o gaură a cheii în partea din față a bazinului de topire. Sudarea prin fuziune profundă este cel mai utilizat mod de sudare cu laser datorită energiei sale mari de intrare, vitezei mari de sudare și raportului mare adâncime-lățime. Mașinile de sudură cu laser pentru sudarea angrenajului și sudarea tablei metalurgice implică în principal sudarea prin fuziune profundă cu laser.
Parametrii de proces diferiți au efecte diferite asupra efectului de sudare cu laser. Trei factori care au un impact asupra efectului de sudare cu laser sunt descriși aici.
Putere laser
Există un prag de densitate a energiei laser în sudarea cu laser, sub care adâncimea topiturii este mică, iar odată ce această valoare este atinsă sau depășită, adâncimea topiturii crește substanțial. Numai atunci când densitatea de putere a laserului pe piesa de prelucrat depășește valoarea de prag (în funcție de material), se generează plasmă, care marchează stabilizarea sudării prin fuziune profundă.
Dacă puterea laserului este sub acest prag, are loc doar topirea la suprafață a piesei de prelucrat, adică sudarea se desfășoară într-un tip de transfer de căldură stabil. Și când densitatea de putere a laserului este aproape de condițiile critice pentru formarea găurilor mici, sudarea prin fuziune adâncă și sudarea prin conducție alternează și devin procese de sudare instabile, ceea ce duce la fluctuații mari ale adâncimii de topire. La sudarea prin fuziune profundă cu laser, puterea laserului controlează atât adâncimea de penetrare, cât și viteza de sudare. În general, pentru un fascicul laser cu un anumit diametru, adâncimea topiturii crește pe măsură ce puterea fasciculului crește.
Viteza de sudare
Viteza de sudare are un impact mare asupra adâncimii topiturii. Creșterea vitezei de sudare va face ca adâncimea topiturii să fie mai mică, dar o viteză prea mică va duce la topirea excesivă a materialului și la sudarea piesei de prelucrat. Prin urmare, pentru o anumită putere laser și o anumită grosime a unui anumit material ar trebui să aibă un interval adecvat de viteză de sudare și în care valoarea corespunzătoare a vitezei poate fi obținută atunci când adâncimea maximă de topire.
Gaz protector
Procesul de sudare cu laser folosește adesea gaze inerte pentru a proteja bazinul de topire, care pot fi ignorate atunci când anumite materiale pot fi sudate indiferent de oxidarea suprafeței, dar pentru majoritatea aplicațiilor heliul, argonul și azotul sunt adesea folosite pentru a proteja piesa de prelucrat de oxidare în timpul sudării. proces.
Heliul nu este ușor ionizat, permițând laserului să treacă și energiei fasciculului să ajungă nestingherită la suprafața piesei de prelucrat. Acesta este cel mai eficient gaz de protecție folosit în sudarea cu laser, dar este mai scump. Argonul este mai ieftin și mai dens, așa că protejează mai bine. Cu toate acestea, este susceptibil la ionizarea cu plasmă metalică la temperatură ridicată și, ca rezultat, protejează o parte a fasciculului de a ajunge la piesa de prelucrat, reducând puterea efectivă a laserului pentru sudare și, de asemenea, afectând viteza de sudare și adâncimea topiturii. Azotul este cel mai ieftin tip de gaz de protecție, dar nu este potrivit pentru anumite tipuri de sudare a oțelului inoxidabil. Acest lucru se datorează în principal problemelor metalurgice, cum ar fi absorbția, care uneori creează porozitate în zona de poală.
A doua funcție a utilizării gazului de protecție este de a proteja lentila de focalizare din interiorul pistolului de sudare cu laser de contaminarea cu vapori de metal și pulverizarea picăturilor lichide topite. Acest lucru este necesar în special în sudarea cu laser de mare putere, unde ejecta devine foarte puternică. A treia funcție a gazului de protecție este de a dispersa ecranul cu plasmă produs de sudarea cu laser de mare putere.
