Laseritehnoloogia

Laserkeeveldussüsteem koosneb laserist, edastusvalokiuust, kollimeeriva fokuseerivast pea või galvanomeetrist jne. Valokiuust väljuv valgus on laienev ja seda tuleb kollimeerida paralleelseks valguseks kollimeerläätses ning seejärel fokuseerida fokuseerläätses (suurendusklaasi efekt). Laserprotsessi seadistamisel olulised parameetrid on: võimsus, kiirus, defokuseerimismaht ja kaitsegaas.

Üldiselt tuleb enne töödeldava detaili parameetrite määramist kõigepealt määrata töötlemiskiirus. Selleks on vajalik kliendiga suhtlemine, et kiirus määrata nende vajaduste põhjal. Näiteks kui on seatud nõuded tootmisetsükli kestusele ja väljundile, saab ligikaudse kiiruse määrata tagurpidi arvutamise teel. Seejärel saab selle alusel teha protsessi kohandusi.

Üldiselt põhjustab liialdatud kiirus V-kujulise omaduse, nagu pilt näitab.

Võimsus: See viitab laserkeevituse võimsusele, mida tavaliselt seadistatakse lainekujuga. Laserkeevitus on soojuse sisendamise ja neelamisega seotud energiamuundumise protsess. Seetõttu nõuab lainekuju ja võimsuse reguleerimine laialdast kogemust. Erinevad materjalid, paksused, keevitusviisid ja seadmed muudavad olukorda kõigil juhtudel. Optimaalse jõudluse saavutamiseks tuleb energiale pöörata erilist tähelepanu; lainekuju muutused mõjutavad ühikuenergia muutumist. Tarkvara sisaldab tavaliselt seda seadistust, mida saab jälgida, et koguda teadmisi selle kohta, kuidas erinevad materjalid mõjutavad energiamuutusi. Põhjuste kontroll on üldiselt kogemuspõhisem. Sirgjoonelise õmbluse keevitamisel vastavad võimsusele metallurgilised omadused – keevitus sügavus ja keevitus laius. Kui keevitus sügavus ja laius on liiga väikesed, tuleb energiat suurendada; kui need on liiga suured, tuleb energiat vähendada.

Erinevad võimsustasemed mõjutavad otseselt sulamissügavust, nagu kujutisel näidatud – see on metallurgiline diagramm erinevate energiatasemete juures saavutatud sulamissügavusest.

Energia puudumine põhjustab sageli osalisi või täielikult läbipõletamata õmblusi, nagu pildil näidatud. Sulab vaid väga õhuke pinnakihis ja süvenemine on väga väike, mistõttu on raske täita protsessinõudeid.

Defokuseerimine: Esiteks ei ole laserkiire ühikuenergia igas kohas ühtlane. Energia on kõige tihedam fookuspunktis, kus tekib väikseim laigusuurus (väiksem laseritegevusala, tihedam energia). Seepärast on kõik parameetrite kohandused tähenduslikud ainult pärast fookuspunkti määramist. Seega on fookuspunkti leidmine oluline ja tehniliselt nõudlik ülesanne.

Kaitsegaas: Kaitsegaase on palju erinevaid tüüpe. Tööstuslikes tootmisliinides kasutatakse tavaliselt kulude kontrollimiseks lämmastikku, samas kui laborites kasutatakse peamiselt argooni. Kasutatakse ka heeliumi ja muid inertgaase. Üldiselt kasutatakse neid kahte eriolukordades. Kuna laserkeevitamine on kõrgtemperatuuriline ja väga intensiivne reaktsiooniprotsess, sulab metall ja aurustub. Metall on kõrgel temperatuuril äärmiselt reageeriv ja põhjustab hapnikuga kokkupuutumisel väga intensiivset reaktsiooni, mis viib suure hulga pritsmete tekkimiseni ning lihtsamat ja ebavõrdset keevitusõmbluse pinnatekstuuri. Seepärast kasutatakse kaitsegaasi, et luua väikses piirkonnas (lähedal sulamislaiale) hapnikuvaba keskkond, et vältida väga intensiivseid oksüdatsioonireaktsioone, mis põhjustaksid halba keevitusõmbluse ja ebavõrdse välimise pinna.

Kui kaitsegaas on liiga palju, puhub see sulamispiiga ära; kui see on liiga väike, ei suuda see tõhusalt kaitsta sulamispiiga hapniku eest. Seda tuleb kohandada paindlikult vastavalt tegelikele töötingimustele.