Strojevi za lasersko zavarivanje

Gustoća snage lasera:Gustoća snage lasera odnosi se na snagu lasera po jedinici površine.
Gustoća snage (W/c㎡)=4*Energija laserskog pulsa (J)/πPromjer točke (cm)²*Širina impulsa (s)Promjer točke (mm)=[Žarišna duljina (mm) /Žarišna duljina kolimacije laserske glave (mm)]*Promjer jezgre optičkog vlakna (mm) 1cm=10mm=10000um

Snaga lasera:Lasersko zavarivanje uz postojanje praga gustoće laserske energije 104-106W/cm², ispod ove vrijednosti, metalna apsorpcija laserske energije može uzrokovati samo povećanje temperature površine materijala, ali održava čvrstu fazu nepromijenjenom, nakon što je vrijednost dosegnuta ili premašena, dubina fuzije bit će znatno povećana. Tek kada gustoća snage lasera na obratku prijeđe graničnu vrijednost (ovisno o materijalu), stvara se plazma koja označava stabilizaciju dubine zavarivanja taljenjem. Ako snaga lasera dosegne graničnu vrijednost, dolazi samo do površinskog taljenja izratka, tj. zavarivanje se odvija u ravnomjernom tipu provođenja topline. Kada je gustoća snage lasera u blizini 106 W/cm², što je kritični uvjet za stvaranje malih rupa, duboko taljenje i zavarivanje provođenjem topline odvijaju se naizmjenično, a proces zavarivanja postaje nestabilan, što dovodi do velikih fluktuacija u dubina prodiranja. Kod laserskog zavarivanja dubokim taljenjem, snaga lasera kontrolira i dubinu prodiranja i brzinu zavarivanja. Dubina zavara izravno je povezana s gustoćom snage snopa i funkcija je snage upadnog snopa i žarišne točke snopa. Općenito, za određeni promjer laserske zrake, dubina prodiranja raste kako se povećava snaga zrake.

Valni oblik širine laserskog pulsa:Općenito govoreći, kada laser počne djelovati na površinu obrađenog materijala, refleksija je visoka, a kada površinska temperatura materijala poraste do tališta, refleksija se brzo smanjuje. Kada je temperatura površine materijala u stanju taljenja, reflektivnost se stabilizira na određenoj vrijednosti. Dakle, kod zavarivanja materijala visoke refleksije, ako se održava kvadratni val (potrebna energija je mnogo veća od nehrđajućeg čelika), početak faze refleksije bakra je visok, većina svjetlosti se odbija, druga faza bakra temperatura se povećava, reflektivnost se smanjuje, bakar je počeo apsorbirati energiju, ako je to vrijeme još uvijek vrlo visoka energija, temperatura bakra može se zagrijati do točke vrenja, što rezultira pojavom nestabilnosti zavara, pa je potrebno koristiti pre Spike s polaganim padom valnog oblika.

Količina defokusiranja:Defokus je udaljenost od površine zavarenog spoja do najmanje točke fokusirane laserske zrake tijekom zavarivanja. Postoje dvije vrste defokusiranja: pozitivno defokusiranje i negativno defokusiranje. Kao što je prikazano na slici, žarišna ravnina koja se nalazi iznad obratka ima pozitivno defokusiranje, a obrnuto je negativno defokusiranje. Promjena količine defokusiranja može promijeniti veličinu laserske grijaće točke i stanje upada zrake. Pojedinačna količina defokusiranja je prevelika da bi se promjer točke povećao, smanjite gustoću snage iznad točke, tako da se smanji dubina fuzije. Količina defokusiranja ne samo da utječe na veličinu promjera točke na površini izratka, već također utječe na smjer upada zrake, način zavarivanja itd., te stoga ima veći utjecaj na oblik zavara, rastaljenu i križ - područje presjeka.

Brzina zavarivanja:Brzina zavarivanja utječe na unos topline u jedinici vremena. Ako je brzina zavarivanja prespora, unos topline bit će prevelik, što će rezultirati pregorevanjem izratka; ako je brzina zavarivanja previsoka, unos topline bit će premalen, što će rezultirati zavarivanjem izratka. Pod određenom snagom lasera, povećajte brzinu zavarivanja, smanjuje se unos topline, smanjuje se dubina zavarivanja. Odgovarajuće smanjenje brzine zavarivanja može povećati dubinu taljenja, ali ako je brzina zavarivanja premala, dubina taljenja se neće povećati, već će se povećati širina taline.

Zaštitni plin:U procesu laserskog zavarivanja često se koriste inertni plinovi za zaštitu rastaljenog bazena, kada zavarivanje nekih materijala ne vodi računa o površinskoj oksidaciji ne može se uzeti u obzir zaštita, ali za većinu primjena često se koriste helij, argon, dušik i drugi plinovi za zaštitu, tako da obradak u procesu zavarivanja od oksidacije. Druga uloga upotrebe zaštitnih plinova je zaštita leće za fokusiranje od onečišćenja metalnim parama i raspršivanja kapljica tekućine. Osobito kod laserskog zavarivanja velike snage, budući da njegovo izbacivanje postaje vrlo snažno, u ovom je trenutku vrlo potrebno zaštititi leću. Treća uloga zaštitnog plina je raspršivanje zaštite od plazme koju stvara lasersko zavarivanje velike snage, što je vrlo učinkovito. Metalna para apsorbira lasersku zraku i ionizira u oblak plazme, a zaštitni plin oko metalne pare također ionizira zbog topline. Ako je prisutno previše plazme, lasersku zraku u određenoj mjeri troši plazma. Plazma je prisutna na radnoj površini kao drugi izvor energije, zbog čega je dubina taljenja manja, a površina bazena za zavarivanje veća. Utjecaj oblaka plazme na dubinu taline najizraženiji je u zoni male brzine zavarivanja. Njegov učinak se smanjuje povećanjem brzine zavarivanja.

Materijali za zavarivanje:Apsorpcija laserske zrake od strane materijala ovisi o nekim važnim svojstvima materijala, kao što su brzina apsorpcije, refleksija, toplinska vodljivost, temperatura taljenja, temperatura isparavanja i tako dalje, od kojih je najvažnija brzina apsorpcije. Čimbenici koji utječu na materijalnu apsorpciju laserske zrake uključuju dva aspekta: prvo, koeficijent električnog otpora materijala, nakon mjerenja stope apsorpcije polirane površine materijala, utvrđeno je da je stopa apsorpcije materijala proporcionalna kvadratnom korijenu iz koeficijent električnog otpora, koji varira s temperaturom; drugo, stanje površine materijala (ili stupanj završne obrade) ima važniji učinak na brzinu apsorpcije zrake, što će imati značajan učinak na učinak zavarivanja.