Med populariteten til håndholdt lasersveisemaskin i industrien, vil folk vite mer om lasersveising. Denne artikkelen beskriver to forskjellige lasersveisingsmoduser og faktorene som har innvirkning på effektiviteten til lasersveising.
Lasersveising kan oppnås med enten en kontinuerlig eller pulsert laserstråle, og kan klassifiseres som varmeoverføringssveising eller laser dypsmeltesveising avhengig av lasersveisingsprinsippet. Følgende er en beskrivelse av disse to lasersveisemodusene.
Varmeledningssveising
Varmeledningssveising innebærer diffusjon av varme inn i arbeidsstykket ved varmeoverføring. Arbeidsstykket smeltes og et spesifikt smeltebasseng dannes ved å kontrollere laserparametrene som bredde, energi, toppeffekt og repetisjonsfrekvens til laserpulsen. Denne lasersveisemodusen produserer smeltefenomen bare på overflaten av sveisen, innsiden av arbeidsstykket er ikke fullstendig gjennomsmeltet og i utgangspunktet produseres det ingen fordampning. Den grunne smeltedybden og langsomme sveisehastigheten etter sveising brukes mest til sveising av tynnveggede metallmaterialer ved lav hastighet.
Laser dypsmeltesveising
Lasersveising trenger ikke bare helt gjennom materialet, men fordamper også materialet og danner en stor mengde plasma. På grunn av den høye varmen vil det dukke opp et nøkkelhull foran smeltebassenget. Dypfusjonssveising er den mest brukte lasersveisingsmodusen på grunn av dens høye inngangsenergi, høye sveisehastighet og store dybde-til-bredde-forhold. Lasersveisemaskiner for girsveising og metallurgisk platesveising involverer hovedsakelig
Ulike prosessparametere har ulik effekt på lasersveiseeffekten. Tre faktorer som har innvirkning på lasersveiseeffekten er beskrevet her.
Laserkraft
Det er en laserenergitetthetsterskel ved lasersveising, under hvilken smeltedybden er liten, og når denne verdien er nådd eller overskredet, øker smeltedybden betydelig. Først når lasereffekttettheten på arbeidsstykket overstiger terskelverdien (materialavhengig), genereres plasma, som markerer stabiliseringen av dypsveising.
Hvis lasereffekten er under denne terskelen, skjer det kun overflatesmelting av arbeidsstykket, dvs. sveisingen fortsetter i en stabil varmeoverføringstype. Og når lasereffekttettheten er nær de kritiske forholdene for dannelse av små hull, veksler dypsmeltesveising og ledningssveising og blir ustabile sveiseprosesser, noe som resulterer i store svingninger i smeltedybden. Ved laserdypfusjonssveising kontrollerer laserkraften både penetrasjonsdybden og sveisehastigheten. Generelt, for en laserstråle med en viss diameter, øker smeltedybden når stråleeffekten øker.
Sveisehastighet
Sveisehastigheten har stor innvirkning på smeltedybden, å øke sveisehastigheten vil gjøre smeltedybden grunt, men hastigheten er for lav vil føre til overdreven smelting av materialet, arbeidsstykket sveises gjennom. Derfor, for en viss laserkraft og en viss tykkelse av et spesifikt materiale bør ha et passende sveisehastighetsområde, og der den tilsvarende hastighetsverdien kan oppnås når den maksimale smeltedybden.
Beskyttende gass
Lasersveiseprosessen bruker ofte inerte gasser for å beskytte det smeltede bassenget, som kan ses bort fra når visse materialer kan sveises uavhengig av overflateoksidasjon, men for de fleste bruksområder brukes helium, argon og nitrogen ofte for å beskytte arbeidsstykket mot oksidasjon under sveisingen prosess.
Helium er ikke lett ionisert, slik at laseren kan passere gjennom og stråleenergien kan nå overflaten av arbeidsstykket uhindret. Dette er den mest effektive beskyttelsesgassen som brukes i lasersveising, men den er dyrere. Argon er billigere og tettere, så det beskytter bedre. Imidlertid er det utsatt for høytemperatur-metallplasmaionisering og som et resultat skjermer deler av strålen fra å nå arbeidsstykket, reduserer den effektive laserkraften for sveising og svekker også sveisehastigheten og smeltedybden. Nitrogen er den billigste typen dekkgass, men den egner seg ikke for enkelte typer rustfritt stålsveising. Dette skyldes hovedsakelig metallurgiske problemer, som absorpsjon, som noen ganger skaper porøsitet i rundesonen.
Den andre funksjonen ved bruk av beskyttelsesgass er å beskytte fokuslinsen inne i lasersveisepistolen mot forurensning av metalldamp og sprut av flytende smeltede dråper. Dette er spesielt nødvendig ved lasersveising med høy effekt, hvor utkastet blir veldig kraftig. Den tredje funksjonen til beskyttelsesgassen er å spre plasmaskjermingen produsert ved lasersveising med høy effekt.
