Машини за лазерно заваряване

Плътност на мощността на лазера:Плътността на мощността на лазера се отнася до мощността на лазера на единица площ.
Плътност на мощността (W/c㎡)=4*Енергия на лазерния импулс (J)/πДиаметър на петното (cm)²*Ширина на импулса (s) Диаметър на петното (mm)=[Фокусно разстояние (mm) /Фокусно разстояние на колимация на лазерна глава (mm)]*Диаметър на сърцевината на оптичното влакно (mm) 1cm=10mm=10000um

Лазерна мощност:Лазерно заваряване при наличие на праг на плътност на лазерната енергия 104-106W/cm², под тази стойност металното поглъщане на лазерна енергия може да причини само повишаване на повърхностната температура на материала, но поддържа твърдата фаза непроменена, след като стойността е достигната или надвишена, дълбочината на сливане ще бъде значително увеличена. Само когато плътността на мощността на лазера върху детайла надвиши праговата стойност (зависеща от материала), се генерира плазма, която отбелязва стабилизирането на дълбочината на заваряване чрез стопяване. Ако мощността на лазера достигне праговата стойност, на детайла се получава само повърхностно топене, т.е. заваряването протича при постоянен тип топлопроводимост. Когато плътността на мощността на лазера е около 106 W/cm², което е критичното условие за образуването на малки дупки, дълбокото топене и заваряването с топлопроводимост се извършват последователно и процесът на заваряване става нестабилен, което води до големи колебания в дълбочина на проникване. При лазерно заваряване с дълбоко топене мощността на лазера контролира както дълбочината на проникване, така и скоростта на заваряване. Дълбочината на заваръчния шев е пряко свързана с плътността на мощността на лъча и е функция на мощността на падащия лъч и фокусното петно ​​на лъча. Като цяло, за даден диаметър на лазерния лъч, дълбочината на проникване се увеличава с увеличаване на мощността на лъча.

Широчина на вълната на лазерния импулс:Най-общо казано, когато лазерът започне да действа върху повърхността на обработвания материал, отразяващата способност е висока, а когато повърхностната температура на материала се повиши до точката на топене, отразяващата способност намалява бързо. Когато повърхностната температура на материала е в състояние на топене, отразяващата способност се стабилизира при определена стойност. Така че, когато заварявате високо отразяващ материал, ако се поддържа квадратна вълна (необходимата енергия е много по-висока от тази на неръждаема стомана), началото на етапа на отразяване на медта е високо, по-голямата част от светлината се отразява, вторият етап на медта температурата се увеличава отразяващата способност намалява, медта започва да абсорбира енергия, ако това време все още е много висока енергия, температурата на медта може да се нагрее до точката на кипене, което води до появата на нестабилност на заваръчния шев, така че е необходимо да се използва pre Spike с бавен спад във формата на вълната.

Разфокусиращо количество:Дефокусът е разстоянието от повърхността на заваръчния шев до най-малкото петно ​​от фокусирания лазерен лъч по време на заваряване. Има два вида разфокусиране: положително разфокусиране и отрицателно разфокусиране. Както е показано на фигурата, фокалната равнина, разположена над детайла, има положително разфокусиране и обратното е отрицателно разфокусиране. Промяната на степента на разфокусиране може да промени размера на лазерното нагряващо петно ​​и условията на падане на лъча. Единичната степен на разфокусиране е твърде голяма, за да направи диаметъра на петното по-голям, намалете плътността на мощността над петното, така че дълбочината на сливане да бъде намалена. Степента на разфокусиране не само влияе върху размера на диаметъра на петното върху повърхността на детайла, но също така влияе върху посоката на падане на лъча, режима на заваряване и т.н., и по този начин има по-голямо влияние върху формата на заваръчния шев, разтопената вана и кръста - площ на сечението.

Скорост на заваряване:Скоростта на заваряване влияе върху вложената топлина за единица време. Ако скоростта на заваряване е твърде ниска, входящата топлина ще бъде твърде голяма, което ще доведе до изгаряне на детайла; ако скоростта на заваряване е твърде висока, входящата топлина ще бъде твърде малка, което ще доведе до заваряване на детайла. При определена мощност на лазера, увеличете скоростта на заваряване, входящата топлина намалява, дълбочината на заварката намалява. Подходящото намаляване на скоростта на заваряване може да увеличи дълбочината на заваряване, но ако скоростта на заваряване е твърде ниска, дълбочината на заваряване няма да се увеличи, а по-скоро ще увеличи ширината на стопилката.

Защитен газ:Процесът на лазерно заваряване често използва инертни газове за защита на разтопения басейн, когато заваряването на някои материали не се интересува от окисляването на повърхността, не може да се вземе предвид защитата, но за повечето приложения често се използват хелий, аргон, азот и други газове за защита, така че детайлът в процеса на заваряване от окисляване. Втората роля на използването на защитни газове е да се защити фокусиращата леща от замърсяване с метални пари и разпръскване на течни капки. Особено при лазерно заваряване с висока мощност, тъй като изхвърлянето му става много силно, в този момент защитата на лещата е много необходима. Третата роля на защитния газ е да разсейва плазменото екраниране, генерирано от лазерно заваряване с висока мощност, което е много ефективно. Металните пари абсорбират лазерния лъч и се йонизират в плазмен облак, а защитният газ около металните пари също се йонизира поради топлина. Ако има твърде много плазма, лазерният лъч се поглъща до известна степен от плазмата. Плазмата присъства на работната повърхност като втори източник на енергия, което прави дълбочината на топене по-плитка и повърхността на заваръчната вана по-широка. Ефектът на плазмения облак върху дълбочината на стопилката е най-силно изразен в зоната с ниска скорост на заваряване. Ефектът му намалява, когато се увеличи скоростта на заваряване.

Заваръчни материали:Абсорбцията на лазерния лъч от материала зависи от някои важни свойства на материала, като степен на абсорбция, отразяваща способност, топлопроводимост, температура на топене, температура на изпарение и т.н., от които най-важна е скоростта на абсорбция. Факторите, влияещи върху абсорбцията на лазерния лъч от материала, включват два аспекта: първо, коефициентът на електрическо съпротивление на материала, след измерване на степента на абсорбция на полираната повърхност на материала се установява, че степента на абсорбция на материала е пропорционална на корен квадратен от коефициент на електрическо съпротивление, който варира в зависимост от температурата; второ, състоянието на повърхността на материала (или степента на завършеност) има по-важен ефект върху степента на абсорбция на лъча, което ще има значителен ефект върху ефекта на заваряване.