Sudarea cu penetrare adâncă a mașinii de sudat cu laser utilizează de obicei fascicule laser continue cu fibră optică pentru a finaliza conexiunea materialelor. Procesul fizic metalurgic este foarte asemănător cu sudarea cu fascicul de electroni, ceea ce înseamnă că mecanismul de conversie a energiei este finalizat printr-o structură „gaura cheii”.
Când este iradiat cu un laser cu densitate de putere suficient de mare, materialul se evaporă și formează mici găuri. Această gaură umplută cu abur este ca un corp negru, absorbind aproape toată energia fasciculului incident. Temperatura de echilibru în cavitate atinge aproximativ 2500 de grade C. Căldura este transferată de pe peretele exterior al camerei de temperatură înaltă pentru a topi metalul din jurul camerei. Orificiul mic este umplut cu abur la temperatură ridicată, care este generat de evaporarea continuă a materialului peretelui sub iradierea unui fascicul de raze. Cei patru pereți ai găurii mici sunt înconjurați de metal topit, în timp ce metalul lichid este înconjurat de materiale solide. În majoritatea proceselor convenționale de sudare și sudarea prin conducție laser, energia este mai întâi depusă pe suprafața piesei de prelucrat și apoi transmisă la suprafață. Fluxul de lichid în afara peretelui găurii și tensiunea superficială a stratului de perete mențin un echilibru dinamic cu presiunea aburului generată continuu în cavitate. Grinda intră continuu în gaura mică, iar materialul din afara orificiului curge continuu. Pe măsură ce fasciculul de lumină se mișcă, gaura mică rămâne într-o stare de curgere stabilă. Cu alte cuvinte, gaura mică și metalul topit care înconjoară peretele găurii se deplasează înainte cu viteza de înaintare a fasciculului de ghidare, iar metalul topit umple golul lăsat de gaura mică și se condensează, formând o cusătură de sudură. Toate procesele de mai sus au loc foarte rapid, astfel încât viteza de sudare poate ajunge cu ușurință la câțiva metri pe minut.
Principalii parametri ai procesului de sudare cu penetrare adâncă cu laser
1. Focalizarea fasciculului.
Dimensiunea spotului fasciculului este una dintre cele mai importante variabile în sudarea cu laser, deoarece determină densitatea puterii. Cu toate acestea, pentru laserele de mare putere, în ciuda multor tehnici de măsurare indirectă, măsurarea lor rămâne o provocare.
Dimensiunea maximă a spotului pentru focalizarea fasciculului și difracția poate fi calculată pe baza teoriei difracției luminii, dar din cauza aberației lentilei de focalizare, dimensiunea reală a spotului este mai mare decât valoarea calculată. Cea mai simplă metodă practică de măsurare este metoda conturului izotermic, care folosește hârtie groasă pentru a arde și pătrunde placa de polipropilenă pentru a măsura punctul focal și diametrul perforației. Această metodă ar trebui practicată prin măsurare pentru a înțelege puterea laserului și timpul de acțiune al fasciculului.
2.Putere laser.
Există un prag de densitate a energiei laser în sudarea cu laser. Sub această valoare, adâncimea de penetrare este foarte mică. Odată ce această valoare este atinsă sau depășită, adâncimea de penetrare va crește foarte mult. Plasma este generată numai atunci când densitatea de putere laser pe piesa de prelucrat depășește pragul, marcând progresul sudării stabile cu penetrare adâncă. Dacă puterea laserului este sub acest prag, are loc doar topirea la suprafață a piesei de prelucrat, adică sudarea se realizează cu un tip de conductivitate termică stabilă. Când densitatea puterii laserului se apropie de condiția critică pentru formarea unor găuri mici, sudarea cu penetrare adâncă și sudarea prin conducție vor deveni alternativ procese de sudare instabile, ducând la fluctuații semnificative ale adâncimii de penetrare. În sudarea cu penetrare adâncă cu laser, puterea laserului controlează atât adâncimea de penetrare, cât și viteza de sudare. Adâncimea de penetrare a sudurii este direct legată de densitatea de putere a fasciculului și este o funcție a puterii fasciculului incident și a focalizării fasciculului. În general, pentru fasciculele laser cu un anumit diametru, adâncimea de penetrare crește odată cu creșterea puterii fasciculului.
Dacă doriți să aflați mai multe despre aparatele de sudură cu laser, ne puteți urmări. Vom actualiza periodic informații relevante despre mașinile de sudat cu laser pentru metale.
