Proceso de soldadura por láser – Parámetros
Un sistema de soldadura por láser consta dun láser, unha fibra óptica de transmisión, unha cabezal de colimación e enfoque ou un galvanómetro, etc. A luz procedente da fibra óptica é diverxente e debe ser colimada en luz paralela mediante unha lente de colimación, e despois enfocada por unha lente de enfoque (efecto de lupa). Os parámetros clave durante a depuración do proceso láser inclúen: potencia, velocidade, cantidade de desenfoque e gas protector.
En xeral, antes de determinar os parámetros dunha peza de traballo, é necesario determinar primeiro a velocidade de procesamento. Isto require comunicarse co cliente para determinar a velocidade segundo as súas necesidades. Por exemplo, se hai requisitos respecto ao tempo de ciclo de produción e á produción, pode determinarse aproximadamente a velocidade mediante un cálculo inverso. A continuación, poden realizarse axustes no proceso baseándose nesa velocidade.
En xeral, unha velocidade excesiva dará lugar a unha característica en forma de V, tal como se mostra na imaxe.
Potencia: Refírese á potencia da soldadura por láser, xeralmente axustada mediante a forma de onda. A soldadura por láser é un proceso de conversión de enerxía que implica a entrada e absorción de calor. Por tanto, o control da forma de onda e da potencia require unha ampla experiencia. Varían segundo o material, o grosor, o tipo de soldadura e o equipo empregado. Para acadar un rendemento óptimo, débese prestar atención detallada á enerxía; as variacións na forma de onda afectan a variación da enerxía por unidade. O software inclúe normalmente este axuste, que se pode supervisar para acumular coñecementos sobre como os diferentes materiais afectan as variacións de enerxía. O control das fisuras é xeralmente máis dependente da experiencia. As características metalográficas correspondentes á potencia na soldadura de costura recta son a profundidade e a anchura da soldadura. Se a profundidade e a anchura da soldadura son demasiado pequenas, aumente a enerxía; se son demasiado grandes, redúzase a enerxía.
Diferentes niveis de potencia afectan directamente a profundidade de fusión, como se mostra na figura, que é un diagrama metalográfico da profundidade de fusión en diferentes niveis de enerxía.
Unha enerxía insuficiente adoita dar lugar a soldaduras parciais ou incompletas, como se mostra na imaxe. Só se funde lixeiramente unha capa superficial, con unha penetración moi pouco profunda, o que dificulta cumprir os requisitos do proceso.
Desenfoque: En primeiro lugar, a enerxía por unidade do feixe láser non é uniforme en todas as posicións. A enerxía está máis concentrada no punto focal, o que dá lugar ao tamaño de punto máis pequeno (área de acción do láser máis pequena, enerxía máis concentrada). Por tanto, todos os axustes de parámetros só teñen sentido despois de determinar o punto focal. Polo tanto, atopar o punto focal é crucial e unha tarefa tecnicamente exigente.
Gas de proteción: Hai moitos tipos de gases de proteción. Nas liñas de produción industriais, normalmente úsase nitróxeno para controlar os custos, mentres que o arxón é o gas principal empregado nos laboratorios. Tamén se utilizan helio e outros gases inertes. Xeralmente, estes dous úsanse comunmente en situacións especiais. Como a soldadura por láser é un proceso de reacción a alta temperatura e moi violento, o metal funde e evapórase. O metal é extremadamente reactivo a altas temperaturas e, ao entrar en contacto co oxíxeno, prodúcese unha reacción violenta, o que dá lugar a unha gran cantidade de salpicaduras e a unha superficie de soldadura áspera e desigual. Por tanto, o gas de proteción úsase para crear un ambiente libre de oxíxeno nunha pequena zona (preto da poza fundida) e así evitar reaccións oxidativas violentas que provoquen soldaduras deficientes e unha superficie exterior áspera.
Se o gas protector é demasiado abundante, arrastrará a poza fundida; se é demasiado escaso, non será capaz de protexer eficazmente a poza fundida do oxíxeno. É necesario axustalo de forma flexible segundo as condicións de traballo no lugar.
