Med populariteten af håndholdt lasersvejsemaskine i industrien, vil folk gerne vide mere om lasersvejsning. Denne artikel beskriver to forskellige lasersvejsningstilstande og de faktorer, der har indflydelse på effektiviteten af lasersvejsning.
Lasersvejsning kan opnås med enten en kontinuerlig eller pulseret laserstråle, og kan klassificeres som varmeoverførselssvejsning eller laser dyb smeltesvejsning afhængigt af princippet om lasersvejsning. Det følgende er en beskrivelse af disse to lasersvejsetilstande.
Varmeledningssvejsning
Varmeledningssvejsning involverer diffusion af varme ind i emnet ved varmeoverførsel. Emnet smeltes, og en specifik smeltepool dannes ved at styre laserparametrene såsom bredde, energi, spidseffekt og gentagelsesfrekvens af laserimpulsen. Denne lasersvejsetilstand frembringer kun smeltefænomener på overfladen af svejsningen, indersiden af emnet er ikke fuldstændigt smeltet igennem, og der produceres stort set ingen fordampning. Den lave smeltedybde og langsomme svejsehastighed efter svejsning bruges mest til svejsning af tyndvæggede metalmaterialer ved lav hastighed.
Laser dyb fusion svejsning
Laser dyb fusionssvejsning trænger ikke kun fuldstændigt ind i materialet, men fordamper også materialet og danner en stor mængde plasma. På grund af den høje varme vil der opstå et nøglehul forrest i smeltebassinet. Dyb fusionssvejsning er den mest udbredte lasersvejsemetode på grund af dens høje inputenergi, høje svejsehastighed og store dybde-til-bredde-forhold. Lasersvejsemaskiner til tandhjulssvejsning og metallurgisk pladesvejsning involverer hovedsageligt
Forskellige procesparametre har forskellige effekter på lasersvejseeffekten. Her beskrives tre faktorer, der har indflydelse på lasersvejseeffekten.
Laser Power
Der er en laserenergidensitetstærskel ved lasersvejsning, under hvilken smeltedybden er lav, og når denne værdi er nået eller overskredet, øges smeltedybden betydeligt. Først når lasereffekttætheden på emnet overstiger tærskelværdien (materialeafhængig), genereres plasma, som markerer stabiliseringen af dyb fusionssvejsning.
Hvis lasereffekten er under denne tærskel, sker der kun overfladesmeltning af emnet, dvs. svejsningen forløber i en stabil varmeoverførselstype. Og når lasereffekttætheden er tæt på de kritiske betingelser for dannelse af små huller, veksler dybdesvejsning og ledningssvejsning og bliver ustabile svejseprocesser, hvilket resulterer i store udsving i smeltedybden. Ved laserdybdesvejsning styrer lasereffekten både penetrationsdybden og svejsehastigheden. Generelt for en laserstråle med en vis diameter øges smeltedybden, når stråleeffekten øges.
Svejsehastighed
Svejsehastigheden har en stor indflydelse på dybden af smelte, øge svejsehastigheden vil gøre dybden af smelte lavvandet, men hastigheden er for lav vil føre til overdreven smeltning af materialet, emnet svejs igennem. Derfor bør for en vis laserstyrke og en vis tykkelse af et specifikt materiale have et passende svejsehastighedsområde, og hvor den tilsvarende hastighedsværdi kan opnås, når den maksimale smeltedybde.
Beskyttende gas
Lasersvejseprocessen bruger ofte inaktive gasser til at beskytte den smeltede pool, hvilket kan ses bort fra, når visse materialer kan svejses uanset overfladeoxidation, men til de fleste applikationer bruges helium, argon og nitrogen ofte til at beskytte emnet mod oxidation under svejsningen behandle.
Helium ioniseres ikke let, hvilket tillader laseren at passere igennem, og stråleenergien kan nå overfladen af emnet uhindret. Dette er den mest effektive beskyttelsesgas, der bruges til lasersvejsning, men den er dyrere. Argon er billigere og mere tæt, så det beskytter bedre. Det er imidlertid modtageligt for højtemperatur-metalplasmaionisering og afskærmer som et resultat en del af strålen fra at nå arbejdsemnet, hvilket reducerer den effektive lasereffekt til svejsning og forringer også svejsehastigheden og smeltedybden. Nitrogen er den billigste type beskyttelsesgas, men den er ikke egnet til visse typer rustfri stålsvejsning. Dette skyldes hovedsageligt metallurgiske problemer, såsom absorption, som nogle gange skaber porøsitet i omgangszonen.
Den anden funktion ved at bruge beskyttelsesgas er at beskytte fokuslinsen inde i lasersvejsepistolen mod forurening af metaldamp og sprøjt af flydende smeltede dråber. Dette er især nødvendigt ved lasersvejsning med høj effekt, hvor udkastet bliver meget kraftigt. Beskyttelsesgassens tredje funktion er at sprede plasmaafskærmningen produceret ved lasersvejsning med høj effekt.
