Quais parâmetros de processo de soldagem a laser têm um impacto na qualidade de soldagem?

Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia laser, a tecnologia de solda a laser está sendo constantemente atualizada e atualizada em tecnologia tradicional, fazendoMáquinas de solda a laser.gradualmente jogar uma vantagem melhor. No processo de solda a laser, se você tiver uma boa compreensão das leis de mudança de alguns parâmetros de processo, você pode ajustar os parâmetros de acordo com requisitos diferentes e obter uma melhor qualidade de solda, controlando os parâmetros do processo. Pode-se ver que os parâmetros do processo têm uma grande influência na qualidade da solda a laser. Vamos analisar o laser de leapão abaixo. Quais parâmetros específicos do processo afetarão a qualidade da soldagem?

Os principais parâmetros do processo da soldagem de penetração profunda do laser são os seguintes:

1. Poder Laser.

1) Há um limiar de densidade de energia laser na solda a laser. Abaixo deste valor, a profundidade de penetração é muito superficial. Uma vez que este valor seja atingido ou excedido, a profundidade de penetração será grandemente aumentada.

2) Apenas quando a densidade de energia a laser na peça de trabalho excede o limite (relacionado ao material), o plasma será gerado, que marca o progresso da soldagem de penetração profunda estável.

3) Se a potência do laser for menor do que este limiar, apenas a superfície da peça de trabalho será derretida, ou seja, a soldagem será realizada em um tipo de condutividade térmica estável. Quando a densidade de potência do laser está perto da condição crítica para a formação de pequenos orifícios, a soldagem profunda de penetração e a soldagem de condução se tornam um processo de solda instável, resultando em grandes flutuações na penetração.

4) Durante a soldagem de penetração profunda do laser, o poder do laser controla a profundidade da penetração e a velocidade de solda ao mesmo tempo. A penetração de soldagem está diretamente relacionada à densidade de energia do feixe e é uma função da potência do feixe de incidentes e do ponto focal do feixe.

5) De um modo geral, para um raio laser com um determinado diâmetro, a profundidade de penetração aumenta à medida que o poder do feixe aumenta.

2. ponto focal do feixe

O tamanho do ponto de feixe é uma das variáveis ​​mais importantes da solda a laser, porque determina a densidade de energia.

O tamanho do ponto de difração limitado do foco do feixe pode ser calculado de acordo com a teoria da difração de luz, mas devido à aberração da lente de foco, o ponto real é maior que o valor calculado. O método de medição real mais simples é o método de perfil isotérmico, que é medir o diâmetro focal e diâmetro de perfuração após escorregar papel grosso e penetrando na placa de polipropileno. Este método deve ser praticado por meio de medição para dominar o tamanho da potência do laser e o tempo de ação do feixe.

3. valor de absorção de material

A absorção da luz laser por um material depende de algumas propriedades importantes do material, como a absorção, refletividade, condutividade térmica, temperatura de fusão, temperatura de evaporação, etc. O mais importante é a absorção.

Os fatores que afetam a taxa de absorção do material do feixe de laser incluem dois aspectos:

1) A primeira é a resistividade do material. Depois de medir a absorção da superfície polida do material, verifica-se que a absorção do material é proporcional à raiz quadrada da resistividade, e as mudanças de resistividade com temperatura;

2) Em segundo lugar, o estado da superfície (ou acabamento) do material tem uma influência mais importante na taxa de absorção do feixe, que tem um efeito significativo no efeito de soldagem.

4. Velocidade de soldagem.

A velocidade de soldagem tem uma grande influência na profundidade da penetração. Aumentar a velocidade fará com que a penetração seja mais baixa, mas se a velocidade for muito baixa, isso causará fusão excessiva da penetração de material e solda da peça de trabalho. Portanto, há uma faixa de velocidade de solda adequada para uma certa potência a laser e uma certa espessura de um determinado material, e a profundidade máxima de penetração pode ser obtida no valor de velocidade correspondente.

5. Gás de blindagem

1) No processo de solda a laser, o gás inerte é frequentemente usado para proteger a piscina fundida. Quando alguns materiais são soldados, a oxidação da superfície também pode ser ignorada. No entanto, para a maioria dos aplicativos, hélio, argônio, nitrogênio e outros gases são frequentemente usados ​​para proteção. A peça de trabalho é protegida da oxidação durante o processo de soldagem.

2) A segunda função do uso de gás protetora é proteger a lente de foco da contaminação de vapor de metal e a gota de gotículas líquidas. Especialmente em soldagem a laser de alta potência, porque a ejeção se torna muito poderosa, é mais necessário proteger a lente neste momento.

3) A terceira função do gás de blindagem é dissipar a blindagem de plasma produzida por soldagem a laser de alta potência. O vapor de metal absorve o raio laser e ioniza em uma nuvem de plasma, e o gás de blindagem em torno do vapor de metal também é ionizado por aquecimento. Se houver muito plasma, o feixe de laser é consumido pelo plasma em certa medida. O plasma existe como o segundo tipo de energia na superfície de trabalho, o que torna a profundidade de penetração mais rasa e a superfície da piscina de solda se torna mais ampla. Aumentar a taxa de recombinação de elétrons aumentando a colisão de três corpos de elétrons com íons e átomos neutros para reduzir a densidade eletrônica no plasma. Quanto mais leve o átomo neutro, maior a frequência de colisão e maior a taxa de recombinação. Por outro lado, apenas o gás de blindagem com alta energia de ionização não aumentará a densidade eletrônica devido à ionização do próprio gás.

6. comprimento focal de lente

Ao soldar, um método de focagem é geralmente usado para convergir o laser, e uma lente com uma duração focal de 63 ~ 254 mm (2,5 \"~ 10 \") é geralmente usada. O tamanho do ponto focal é proporcional ao comprimento focal, menor a distância focal, menor será o local. No entanto, a distância focal também afeta a profundidade focal, isto é, a profundidade focal aumenta de forma síncrona com a distância focal, portanto, uma distância focal curta pode aumentar a densidade de energia, mas porque a profundidade focal é pequena, a distância entre a lente e a A peça de trabalho deve ser mantida com precisão, e a profundidade de penetração não é grande. Devido à influência do modo Spatter e do laser durante o processo de soldagem, a menor profundidade focal usada na soldagem real é principalmente 126 mm (5 \").
Quando a costura é grande ou o tamanho do ponto precisa ser aumentado para aumentar a costura de solda, você pode escolher uma lente com um comprimento focal de 254 mm (10 \"). Neste caso, para atingir o efeito de pinhole de penetração profunda, Uma maior potência de saída a laser (densidade de energia) é necessária.

7. Posição de foco

Ao soldar, a fim de manter densidade de energia suficiente, a posição focal é muito importante. A mudança da posição relativa do foco e a superfície da peça de trabalho afeta diretamente a largura e a profundidade da solda.

Na maioria das aplicações de solda a laser, o ponto focal é geralmente definido em aproximadamente 1/4 da profundidade de penetração necessária abaixo da superfície da peça de trabalho.

8. Posição de feixe de laser

Ao realizar a soldagem a laser em materiais diferentes, a posição do feixe de laser controla a qualidade final da solda, especialmente o caso das juntas de extremidade é mais sensível do que o caso das juntas de volta. Por exemplo, quando uma engrenagem de aço endurecida é soldada a um tambor de aço de baixo carbono, o controle correto da posição do feixe de laser ajudará a produzir uma solda composta principalmente de componentes de baixo carbono, que possui melhor resistência a crack.
Em algumas aplicações, a geometria da peça de trabalho soldada requer que o feixe de laser seja desviado por um ângulo. Quando o ângulo de deflexão entre o eixo do feixe e o plano conjunto é dentro de 100 graus, a absorção da energia da peça de trabalho de energia laser não será afetada.

9. Controle de energia

Na soldagem de penetração profunda a laser, não importa a profundidade da solda, o fenômeno do pinhole sempre existe. Quando o processo de soldagem é finalizado e o interruptor de energia está desligado, os poços aparecerão no final da solda. Além disso, quando a camada de solda a laser cobre a solda original, a absorção excessiva do feixe de laser ocorrerá, fazendo com que a soldaça superaquecer ou produza poros.

Para evitar a ocorrência do fenômeno acima, os pontos de início e pontos finais podem ser programados para tornar a inicialização de energia e a hora final ajustável, ou seja, a potência de início é gerada eletronicamente de zero para o valor de energia definido em um curto período do tempo, e a soldagem é ajustada. Tempo, e, finalmente, o poder é gradualmente reduzido a partir da potência definida para zero quando a soldagem é encerrada.

Devido à interação dos 9 parâmetros de processo acima, formou um impacto na qualidade da solda a laser. Ao usar o.Máquina de solda a laser., Devemos definir os parâmetros do processo razoavelmente para alcançar a qualidade e efeito perfeitos de soldagem. Para mais perguntas profissionais, entre em contato com a Leapion Laser.