Διαδικασία Συγκόλλησης με Λέιζερ – Παράμετροι
Ένα σύστημα συγκόλλησης με λέιζερ αποτελείται από λέιζερ, οπτική ίνα μετάδοσης, κεφαλή συγκέντρωσης-ομοιοπαραλληλισμού ή γαλβανόμετρο, κ.ο.κ. Το φως από την οπτική ίνα είναι αποκλίνον, επομένως πρέπει να ομοιοπαραλληλιστεί σε παράλληλη δέσμη με χρήση φακού ομοιοπαραλληλισμού και στη συνέχεια να εστιαστεί με φακό εστίασης (εφέ μεγεθυντικού φακού). Οι βασικές παράμετροι κατά τη διαδικασία ρύθμισης της διαδικασίας λέιζερ περιλαμβάνουν: ισχύ, ταχύτητα, ποσό εκτός εστίασης και προστατευτικό αέριο.
Γενικά, πριν από τον καθορισμό των παραμέτρων ενός τεμαχίου εργασίας, πρέπει πρώτα να καθοριστεί η ταχύτητα επεξεργασίας. Αυτό απαιτεί επικοινωνία με τον πελάτη για τον καθορισμό της ταχύτητας βάσει των αναγκών του. Για παράδειγμα, εάν υπάρχουν απαιτήσεις όσον αφορά τον χρόνο κύκλου παραγωγής και την παραγωγικότητα, η προσεγγιστική ταχύτητα μπορεί να καθοριστεί με αντίστροφη ανάλυση. Στη συνέχεια, μπορούν να γίνουν προσαρμογές της διαδικασίας βάσει αυτού.
Γενικά, υπερβολική ταχύτητα θα οδηγήσει σε χαρακτηριστικό σχήματος V, όπως φαίνεται στην εικόνα.
Ισχύς: Αναφέρεται στην ισχύ της λέιζερ συγκόλλησης, η οποία καθορίζεται συνήθως μέσω του κύματος. Η συγκόλληση με λέιζερ είναι μια διαδικασία μετατροπής ενέργειας που περιλαμβάνει την εισαγωγή και απορρόφηση θερμότητας. Ως εκ τούτου, ο έλεγχος του κύματος και της ισχύος απαιτεί εκτεταμένη εμπειρία. Διαφορετικά υλικά, πάχη, τύποι συγκολλήσεων και εξοπλισμός ποικίλλουν όλα αυτά. Για να επιτευχθεί η βέλτιστη απόδοση, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην ενέργεια· οι αλλαγές στο κύμα επηρεάζουν τη μεταβολή της ενέργειας ανά μονάδα. Το λογισμικό περιλαμβάνει συνήθως αυτή τη ρύθμιση, η οποία μπορεί να παρακολουθείται για τη συσσώρευση γνώσης σχετικά με το πώς επηρεάζουν τις μεταβολές ενέργειας τα διάφορα υλικά. Ο έλεγχος των ρωγμών είναι γενικά πιο εξαρτημένος από την εμπειρία. Οι μεταλλογραφικές χαρακτηριστικές που αντιστοιχούν στην ισχύ στη συγκόλληση ευθείας ραφής είναι το βάθος και το πλάτος της συγκόλλησης. Εάν το βάθος και το πλάτος της συγκόλλησης είναι πολύ μικρά, αυξήστε την ενέργεια· εάν είναι πολύ μεγάλα, μειώστε την ενέργεια.
Διαφορετικά επίπεδα ισχύος επηρεάζουν απευθείας το βάθος τήξης, όπως φαίνεται στο σχήμα, το οποίο αποτελεί μεταλλογραφικό διάγραμμα του βάθους τήξης σε διαφορετικά επίπεδα ενέργειας.
Η ανεπαρκής ενέργεια οδηγεί συχνά σε μερικές συγκολλήσεις ή σε ατελείς συγκολλήσεις, όπως φαίνεται στην εικόνα. Μόνο ένα ελαφρώς επιφανειακό στρώμα τήκεται, με πολύ μικρή διείσδυση, κάνοντας δύσκολη την επίτευξη των απαιτήσεων της διαδικασίας.
Εκτός εστίασης: Καταρχάς, η ενεργειακή πυκνότητα της λέιζερ δέσμης δεν είναι ομοιόμορφη σε κάθε θέση. Η ενέργεια είναι πιο συγκεντρωμένη στο εστιακό σημείο, όπου επιτυγχάνεται ο μικρότερος διάμετρος κηλίδας (μικρότερη περιοχή δράσης της λέιζερ, πιο συγκεντρωμένη ενέργεια). Ως εκ τούτου, όλες οι ρυθμίσεις παραμέτρων έχουν νόημα μόνο μετά τον καθορισμό του εστιακού σημείου. Ο εντοπισμός του εστιακού σημείου είναι συνεπώς κρίσιμος και τεχνικά απαιτητικός.
Προστατευτικό αέριο: Υπάρχουν πολλοί τύποι προστατευτικών αερίων. Στις βιομηχανικές γραμμές παραγωγής, το άζωτο χρησιμοποιείται συνήθως για τον έλεγχο του κόστους, ενώ το αργόν είναι το κύριο αέριο που χρησιμοποιείται στα εργαστήρια. Χρησιμοποιούνται επίσης το ήλιο και άλλα αδρανή αέρια. Γενικά, αυτά τα δύο χρησιμοποιούνται συχνότερα σε ειδικές καταστάσεις. Δεδομένου ότι η συγκόλληση με λέιζερ είναι μια διαδικασία υψηλής θερμοκρασίας και έντονης αντίδρασης, το μέταλλο τήκεται και εξατμίζεται. Το μέταλλο είναι εξαιρετικά δραστικό σε υψηλές θερμοκρασίες και, αν έρθει σε επαφή με οξυγόνο, προκαλεί έντονη αντίδραση, με αποτέλεσμα μεγάλη ποσότητα σπινθήρων και μια τραχιά και ανομοιόμορφη επιφάνεια συγκόλλησης. Ως εκ τούτου, το προστατευτικό αέριο χρησιμοποιείται για να δημιουργήσει ένα περιβάλλον χωρίς οξυγόνο σε μια μικρή περιοχή (κοντά στη λιωμένη λίμνη), προκειμένου να αποτραπούν οι έντονες οξειδωτικές αντιδράσεις που θα οδηγούσαν σε κακή συγκόλληση και σε τραχιά εξωτερική επιφάνεια.
Εάν το προστατευτικό αέριο είναι υπερβολικά μεγάλο, θα φυσήξει την τήγματος λίμνη μακριά· εάν είναι υπερβολικά μικρό, δεν θα μπορεί να προστατεύσει αποτελεσματικά την τήγματος λίμνη από το οξυγόνο. Απαιτείται εύκαμπτη ρύθμιση σύμφωνα με τις συνθήκες εργασίας επιτόπου.
