Pramonėje populiarėjant rankiniams lazeriniams suvirintojams, žmonės nori daugiau sužinoti apie lazerinį suvirinimą. Šiame straipsnyje aprašomi du skirtingi lazerinio suvirinimo režimai ir veiksniai, turintys įtakos suvirinimo lazeriu efektyvumui.
Lazerinis suvirinimas gali būti atliekamas tiek nuolatiniu, tiek impulsiniu lazerio spinduliu ir pagal lazerinio suvirinimo principą gali būti klasifikuojamas kaip šilumos perdavimo suvirinimas arba giluminis suvirinimas lazeriu. Toliau pateikiamas šių dviejų lazerinio suvirinimo režimų aprašymas.
Šilumos laidumo suvirinimas
Šilumos laidumo suvirinimas apima šilumos sklaidą į ruošinį perduodant šilumą. Ruošinys išlydomas ir suformuojamas specifinis lydalo baseinas, valdant lazerio parametrus, tokius kaip lazerio impulso plotis, energija, didžiausia galia ir pasikartojimo dažnis. Šis lazerinio suvirinimo režimas sukelia lydymosi reiškinį tik ant suvirinimo siūlės paviršiaus, ruošinio vidus nėra visiškai išsilydęs ir iš esmės nevyksta garavimas. Mažas lydymosi gylis ir lėtas suvirinimo greitis po suvirinimo dažniausiai naudojami plonasienių metalinių medžiagų suvirinimui mažu greičiu.
Lazerinis giluminis suvirinimas
Lazerinis giluminis suvirinimas ne tik visiškai įsiskverbia į medžiagą, bet ir išgaruoja medžiagą, sudarydamas didelį kiekį plazmos. Dėl didelio karščio tirpsmo baseino priekyje atsiras rakto skylutė. Gilus lydymasis suvirinimas yra plačiausiai naudojamas lazerinio suvirinimo režimas dėl didelės įvesties energijos, didelio suvirinimo greičio ir didelio gylio ir pločio santykio. Lazerinio suvirinimo aparatai, skirti suvirinti krumpliaračiu ir metalurgijos lakštų suvirinimui, daugiausia apima lazerinį giluminį suvirinimą.
Skirtingi proceso parametrai turi skirtingą poveikį lazerinio suvirinimo efektui. Čia aprašyti trys veiksniai, turintys įtakos lazerinio suvirinimo efektui.
Lazerio galia
Suvirinant lazeriu yra lazerio energijos tankio slenkstis, žemiau kurio lydalo gylis yra negilus, o pasiekus arba viršijus šią vertę, lydalo gylis labai padidėja. Tik tada, kai lazerio galios tankis ant ruošinio viršija slenkstinę vertę (priklauso nuo medžiagos), susidaro plazma, kuri žymi giluminio lydinio suvirinimo stabilizavimą.
Jei lazerio galia yra mažesnė už šią ribą, įvyksta tik ruošinio paviršiaus lydymasis, ty suvirinimas vyksta stabiliu šilumos perdavimo būdu. O kai lazerio galios tankis yra artimas kritinėms mažų skylučių susidarymo sąlygoms, giluminis lydomasis suvirinimas ir laidusis suvirinimas keičiasi ir tampa nestabiliais suvirinimo procesais, dėl kurių atsiranda dideli lydalo gylio svyravimai. Atliekant giluminį suvirinimą lazeriu, lazerio galia kontroliuoja įsiskverbimo gylį ir suvirinimo greitį. Apskritai, esant tam tikro skersmens lazerio spinduliui, lydymosi gylis didėja didėjant spindulio galiai.
Suvirinimo greitis
Suvirinimo greitis turi didelę įtaką lydalo gyliui. Padidinus suvirinimo greitį, lydymosi gylis bus mažesnis, tačiau esant per mažam greičiui, medžiaga pernelyg išsilydys ir suvirins ruošinį. Todėl tam tikrai lazerio galiai ir tam tikram konkrečios medžiagos storiui turėtų būti tinkamas suvirinimo greičio diapazonas, kuriame būtų galima gauti atitinkamą greičio vertę, kai didžiausias lydymosi gylis.
Apsauginės dujos
Lazerinio suvirinimo procese dažnai naudojamos inertinės dujos, kad apsaugotų išlydytą baseiną, į kurį galima neatsižvelgti, kai tam tikras medžiagas galima suvirinti, nepaisant paviršiaus oksidacijos, tačiau daugeliu atvejų helis, argonas ir azotas dažnai naudojami siekiant apsaugoti ruošinį nuo oksidacijos suvirinimo metu. procesas.
Helis nėra lengvai jonizuojamas, todėl lazeris gali prasiskverbti pro jį ir spindulio energija netrukdoma pasiekti ruošinio paviršių. Tai efektyviausios apsauginės dujos, naudojamos suvirinant lazeriu, tačiau jos yra brangesnės. Argonas yra pigesnis ir tankesnis, todėl geriau apsaugo. Tačiau jis yra jautrus metalo plazmos jonizacijai aukštoje temperatūroje ir dėl to apsaugo dalį pluošto, kad jis nepasiektų ruošinio, sumažinant efektyvią lazerio galią suvirinant, taip pat sumažinant suvirinimo greitį ir lydalo gylį. Azotas yra pigiausia apsauginių dujų rūšis, tačiau ji netinka tam tikroms nerūdijančiojo plieno suvirinimo rūšims. Taip yra daugiausia dėl metalurginių problemų, tokių kaip absorbcija, dėl kurios kartais susidaro poringumas juosmens zonoje.
Antroji apsauginių dujų naudojimo funkcija yra apsaugoti lazerinio suvirinimo pistoleto viduje esantį fokusavimo lęšį nuo metalo garų užteršimo ir skystų išlydytų lašelių purškimo. Tai ypač reikalinga didelės galios lazerinio suvirinimo metu, kai išmetimas tampa labai galingas. Trečioji apsauginių dujų funkcija yra išsklaidyti plazminį ekranavimą, susidariusį suvirinant didelės galios lazeriu.
