Μηχανήματα συγκόλλησης με λέιζερ

Πυκνότητα ισχύος λέιζερ:Η πυκνότητα ισχύος λέιζερ αναφέρεται στην ισχύ λέιζερ ανά μονάδα επιφάνειας.
Πυκνότητα ισχύος (W/c㎡)=4*Ενέργεια παλμού λέιζερ(J)/π Διάμετρος κηλίδας(cm)²*Πλάτος παλμού Διάμετρος σημείου(mm)=[Εστιακό μήκος εστίασης(mm) /Εστιακό μήκος συγκόλλησης κεφαλής λέιζερ(mm)]*Διάμετρος πυρήνα οπτικής ίνας (mm) 1cm=10mm=10000um

Ισχύς λέιζερ:Η συγκόλληση με λέιζερ με την ύπαρξη κατωφλίου πυκνότητας ενέργειας λέιζερ 104-106W/cm², κάτω από αυτήν την τιμή, η απορρόφηση μετάλλου της ενέργειας λέιζερ μπορεί να προκαλέσει μόνο αύξηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του υλικού, αλλά διατηρεί τη στερεά φάση αμετάβλητη, όταν η τιμή είναι επιτευχθεί ή υπέρβαση, το βάθος της σύντηξης θα αυξηθεί σημαντικά. Μόνο όταν η πυκνότητα ισχύος λέιζερ στο τεμάχιο εργασίας υπερβαίνει την τιμή κατωφλίου (εξαρτάται από το υλικό), δημιουργείται ένα πλάσμα, το οποίο σηματοδοτεί τη σταθεροποίηση του βάθους της συγκόλλησης με σύντηξη. Εάν η ισχύς του λέιζερ φτάσει την τιμή κατωφλίου, εμφανίζεται μόνο η επιφανειακή τήξη στο τεμάχιο εργασίας, δηλαδή η συγκόλληση πραγματοποιείται σε τύπο σταθερής αγωγιμότητας θερμότητας. Όταν η πυκνότητα ισχύος του λέιζερ είναι κοντά στα 106 W/cm², που είναι η κρίσιμη συνθήκη για το σχηματισμό μικρών οπών, η συγκόλληση βαθιάς τήξης και αγωγιμότητας θερμότητας λαμβάνουν χώρα εναλλάξ και η διαδικασία συγκόλλησης γίνεται ασταθής, οδηγώντας σε μεγάλες διακυμάνσεις στο βάθος διείσδυσης. Στη συγκόλληση με λέιζερ βαθιάς τήξης, η ισχύς λέιζερ ελέγχει τόσο το βάθος διείσδυσης όσο και την ταχύτητα συγκόλλησης. Το βάθος της συγκόλλησης σχετίζεται άμεσα με την πυκνότητα ισχύος της δέσμης και είναι συνάρτηση της ισχύος της προσπίπτουσας δέσμης και του εστιακού σημείου της δέσμης. Γενικά, για μια δεδομένη διάμετρο δέσμης λέιζερ, το βάθος διείσδυσης αυξάνεται όσο αυξάνεται η ισχύς της δέσμης.

Κυματομορφή πλάτους παλμού λέιζερ:Σε γενικές γραμμές, όταν το λέιζερ αρχίζει να δρα στην επιφάνεια του επεξεργασμένου υλικού, η ανακλαστικότητα είναι υψηλή και όταν η θερμοκρασία επιφάνειας του υλικού αυξάνεται στο σημείο τήξης, η ανακλαστικότητα μειώνεται γρήγορα. Όταν η θερμοκρασία της επιφάνειας του υλικού είναι σε κατάσταση τήξης, η ανακλαστικότητα σταθεροποιείται σε μια ορισμένη τιμή. Έτσι, κατά τη συγκόλληση υλικού υψηλής ανακλαστικότητας, εάν διατηρείται ένα τετραγωνικό κύμα (η ενέργεια που απαιτείται είναι πολύ υψηλότερη από τον ανοξείδωτο χάλυβα), η αρχή του σταδίου ανακλαστικότητας του χαλκού είναι υψηλή, το μεγαλύτερο μέρος του φωτός ανακλάται, το δεύτερο στάδιο του χαλκού αυξάνεται η θερμοκρασία Η ανακλαστικότητα μειώνεται, ο χαλκός άρχισε να απορροφά ενέργεια, αν αυτή η ώρα είναι ακόμα πολύ υψηλή ενέργεια, η θερμοκρασία του χαλκού μπορεί να θερμανθεί μέχρι το σημείο βρασμού, με αποτέλεσμα την εμφάνιση αστάθειας συγκόλλησης, επομένως είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί pre Spike με αργή πτώση της κυματομορφής.

Αποεστίαση ποσότητας:Η αποεστίαση είναι η απόσταση από την επιφάνεια της συγκόλλησης μέχρι το μικρότερο σημείο της εστιασμένης δέσμης λέιζερ κατά τη συγκόλληση. Υπάρχουν δύο τύποι αποεστίασης: θετική αποεστίαση και αρνητική αποεστίαση. Όπως φαίνεται στο σχήμα, το εστιακό επίπεδο που βρίσκεται πάνω από το τεμάχιο εργασίας έχει θετική αποεστίαση και αντίστροφα είναι αρνητική αποεστίαση. Η αλλαγή της ποσότητας της αποεστίασης μπορεί να αλλάξει το μέγεθος του θερμαντικού σημείου λέιζερ και την κατάσταση πρόσπτωσης της δέσμης. Μια μεμονωμένη ποσότητα αποεστίασης είναι πολύ μεγάλη για να κάνει τη διάμετρο του σημείου μεγαλύτερη, μειώστε την πυκνότητα ισχύος πάνω από το σημείο, έτσι ώστε να μειωθεί το βάθος της σύντηξης. Η ποσότητα αποεστίασης όχι μόνο επηρεάζει το μέγεθος της διαμέτρου του σημείου στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, αλλά επηρεάζει επίσης την κατεύθυνση πρόσπτωσης της δέσμης, τον τρόπο συγκόλλησης κ.λπ., και επομένως έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στο σχήμα συγκόλλησης, τη λιωμένη λίμνη και τον σταυρό - τομή.

Ταχύτητα συγκόλλησης:Η ταχύτητα της συγκόλλησης επηρεάζει την εισροή θερμότητας ανά μονάδα χρόνου. Εάν η ταχύτητα συγκόλλησης είναι πολύ αργή, η εισροή θερμότητας θα είναι πολύ μεγάλη, με αποτέλεσμα να καεί το τεμάχιο εργασίας. Εάν η ταχύτητα συγκόλλησης είναι πολύ γρήγορη, η εισροή θερμότητας θα είναι πολύ μικρή, με αποτέλεσμα τη συγκόλληση του τεμαχίου εργασίας. Κάτω από μια ορισμένη ισχύ λέιζερ, αυξήστε την ταχύτητα συγκόλλησης, μειώνεται η εισροή θερμότητας, μειώνεται το βάθος συγκόλλησης. Η κατάλληλη μείωση της ταχύτητας συγκόλλησης μπορεί να αυξήσει το βάθος της τήξης, αλλά εάν η ταχύτητα συγκόλλησης είναι πολύ χαμηλή, το βάθος της σύντηξης δεν θα αυξηθεί, αλλά μάλλον θα αυξήσει το πλάτος του τήγματος.

Προστατευτικό αέριο:Η διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ συχνά χρησιμοποιεί αδρανή αέρια για την προστασία της λιωμένης πισίνας, όταν ορισμένα υλικά συγκόλλησης δεν ενδιαφέρονται για την οξείδωση της επιφάνειας δεν μπορεί να ληφθεί υπόψη η προστασία, αλλά για τις περισσότερες εφαρμογές χρησιμοποιείται συχνά ήλιο, αργό, άζωτο και άλλα αέρια για προστασία, έτσι ώστε το τεμάχιο εργασίας στη διαδικασία συγκόλλησης από την οξείδωση. Ο δεύτερος ρόλος της χρήσης προστατευτικών αερίων είναι η προστασία του φακού εστίασης από μόλυνση μεταλλικών ατμών και εκτόξευση σταγονιδίων υγρού. Ειδικά στη συγκόλληση με λέιζερ υψηλής ισχύος, επειδή η εξώθησή του γίνεται πολύ ισχυρή, αυτή τη στιγμή είναι πολύ απαραίτητη η προστασία του φακού. Ο τρίτος ρόλος του προστατευτικού αερίου είναι να διαλύει τη θωράκιση του πλάσματος που δημιουργείται από τη συγκόλληση με λέιζερ υψηλής ισχύος είναι πολύ αποτελεσματική. Ο μεταλλικός ατμός απορροφά την ακτίνα λέιζερ και ιονίζεται σε ένα σύννεφο πλάσματος και το προστατευτικό αέριο γύρω από τον ατμό μετάλλου ιονίζεται επίσης λόγω θερμότητας. Εάν υπάρχει πάρα πολύ πλάσμα, η δέσμη λέιζερ καταναλώνεται σε κάποιο βαθμό από το πλάσμα. Το πλάσμα υπάρχει στην επιφάνεια εργασίας ως δεύτερη πηγή ενέργειας, καθιστώντας το βάθος της σύντηξης μικρότερο και την επιφάνεια της πισίνας συγκόλλησης ευρύτερη. Η επίδραση του νέφους του πλάσματος στο βάθος του τήγματος είναι πιο έντονη στη ζώνη χαμηλής ταχύτητας συγκόλλησης. Η επίδρασή του μειώνεται όταν αυξάνεται η ταχύτητα συγκόλλησης.

Υλικά συγκόλλησης:Η απορρόφηση της δέσμης λέιζερ από το υλικό εξαρτάται από ορισμένες σημαντικές ιδιότητες του υλικού, όπως ο ρυθμός απορρόφησης, η ανακλαστικότητα, η θερμική αγωγιμότητα, η θερμοκρασία τήξης, η θερμοκρασία εξάτμισης και ούτω καθεξής, εκ των οποίων η πιο σημαντική είναι ο ρυθμός απορρόφησης. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την απορρόφηση της δέσμης λέιζερ από το υλικό περιλαμβάνουν δύο πτυχές: πρώτον, ο συντελεστής ηλεκτρικής αντίστασης του υλικού, μετά τη μέτρηση του ρυθμού απορρόφησης της γυαλισμένης επιφάνειας του υλικού, διαπιστώθηκε ότι ο ρυθμός απορρόφησης του υλικού είναι ανάλογος με την τετραγωνική ρίζα του συντελεστής ηλεκτρικής αντίστασης, ο οποίος ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία. Δεύτερον, η κατάσταση της επιφάνειας του υλικού (ή ο βαθμός φινιρίσματος) έχει πιο σημαντική επίδραση στον ρυθμό απορρόφησης της δοκού, η οποία θα έχει σημαντική επίδραση στο αποτέλεσμα της συγκόλλησης.