Lasersvejseprocesparametre
Nov 28, 2024
(1) Effekttæthed. Effekttæthed er en af de mest kritiske parametre i laserbehandling. Med en højere effekttæthed kan overfladelaget opvarmes til kogepunktet inden for et mikrosekunds tidsinterval, hvilket giver en stor mængde fordampning. Derfor er høj effekttæthed gavnlig til materialefjernelsesbehandling, såsom boring, skæring og gravering. For lavere effekttæthed tager det flere millisekunder for overfladetemperaturen at nå kogepunktet. Inden overfladen fordamper, når bundlaget smeltepunktet, hvilket er let at danne en god smeltet svejsning. Derfor, ved ledningslasersvejsning, varierer effekttætheden fra 10^4 til 10^6W/CM^2.
(2) Laserpulsbølgeform. Laserpulsbølgeform er et vigtigt emne ved lasersvejsning, især til tyndfilmssvejsning. Når en højintensiv laserstråle bestråles på overfladen af materialet, vil 60~98% af laserenergien blive reflekteret og tabt på metaloverfladen, og reflektionsevnen varierer med overfladetemperaturen. Under virkningen af en laserimpuls varierer metalreflektiviteten meget.
(3) Laserpulsbredde. Pulsbredde er en af de vigtige parametre ved pulslasersvejsning. Det er ikke kun en vigtig parameter, der adskiller materialefjernelse fra materialesmeltning, men også en nøgleparameter, der bestemmer omkostningerne og mængden af forarbejdningsudstyr.
(4) Defokuseringens indflydelse på svejsekvaliteten. Lasersvejsning kræver normalt en vis mængde defokus, fordi effekttætheden i midten af stedet ved laserfokus er for høj, hvilket er let at fordampe til huller. Effekttæthedsfordelingen er relativt ensartet på hvert plan væk fra laserfokus. Der er to typer defokusering: positiv defokusering og negativ defokusering. Brændplanet er placeret over emnet for positiv defokusering og omvendt for negativ defokusering. Ifølge teorien om geometrisk optik, når afstanden mellem de positive og negative defokusplaner og svejseplanet er ens, er effekttætheden på de tilsvarende planer omtrent den samme, men formen af den opnåede smeltede pool er faktisk anderledes. Når defokuseringen er negativ, kan der opnås en større smeltedybde, hvilket er relateret til dannelsesprocessen af det smeltede bassin. Eksperimenter viser, at når laseren opvarmes i 50~200us, begynder materialet at smelte, danner flydende metal og fordamper delvist, danner højtryksdamp og udstøder ved en ekstrem høj hastighed og udsender blændende hvidt lys. Samtidig får den høje koncentration af gas det flydende metal til at bevæge sig til kanten af smeltebassinet og danner en fordybning i midten af smeltebassinet. Når defokuseringen er negativ, er effekttætheden inde i materialet højere end den på overfladen, hvilket gør det nemmere at danne stærkere smeltning og fordampning, så lysenergien transmitteres dybere ind i materialet. Derfor, i praktiske anvendelser, når en større smeltedybde er påkrævet, anvendes negativ defokusering; ved svejsning af tynde materialer er positiv defokus egnet.
(5) Svejsehastighed. Svejsehastigheden vil påvirke varmetilførslen pr. tidsenhed. Hvis svejsehastigheden er for langsom, vil varmetilførslen være for stor, hvilket resulterer i gennembrænding af emnet. Hvis svejsehastigheden er for høj, vil varmetilførslen være for lille, hvilket resulterer i ufuldstændig svejsning af emnet.