Lázertechnológia

Egy lézerhegesztő rendszer egy lézerből, átviteli optikai szálból, kollimáló-fókuszáló fejből vagy galvanométerből áll stb. Az optikai szálból kilépő fény széttartó, és egy kollimáló lencsével párhuzamos fénnyé kell kollimálni, majd egy fókuszáló lencsével (nagyítóhatás) kell fókuszálni. A lézeres folyamat hibakeresése során kulcsfontosságú paraméterek: teljesítmény, sebesség, defókuszálás mértéke és védőgáz.

Általában elmondható, hogy a munkadarab paramétereinek meghatározása előtt először a feldolgozási sebességet kell meghatározni. Ehhez a vevővel való egyeztetésre van szükség, hogy a sebességet az ő igényeik alapján határozzák meg. Például, ha előírások vannak a gyártási ciklusidőre és a kimenetre vonatkozóan, akkor az approximális sebesség visszafelé számítással határozható meg. Ezt követően a folyamat beállításait ezen alapulva lehet módosítani.

Általában a túl magas sebesség V-alakú jelleggörbét eredményez, ahogy azt a kép is mutatja.

Teljesítmény: Ez a lézerhegesztés teljesítményét jelöli, amelyet általában a hullámforma beállításával szabályoznak. A lézerhegesztés egy energiakonverziós folyamat, amely hőbevitelt és -elnyelést foglal magában. Ezért a hullámforma és a teljesítmény szabályozása nagy tapasztalatot igényel. A különböző anyagok, vastagságok, hegesztési típusok és berendezések mindegyike eltérő követelményeket támaszt. Az optimális teljesítmény elérése érdekében az energiára különös figyelmet kell fordítani; a hullámforma változásai befolyásolják az egységnyi energia változását. A szoftver általában tartalmazza ezt a beállítást, amelyet figyelemmel lehet kísérni, így gyűjthető tapasztalat a különböző anyagok energiaváltozásra gyakorolt hatásáról. A repedésképződés megelőzése általában még tapasztalatigényesebb. A egyenes varrat hegesztésnél a teljesítménynek megfelelő mikroszerkezeti jellemzők a hegesztési mélység és a hegesztési szélesség. Ha a hegesztési mélység és szélesség túlságosan kicsi, növelni kell az energiát; ha túlságosan nagy, csökkenteni kell az energiát.

A különböző teljesítményszintek közvetlenül befolyásolják az olvadásmélységet, ahogy azt az ábra is mutatja, amely egy fémes szerkezeti diagram a különböző energiaszinteken észlelhető olvadásmélységről.

Az elégtelen energia gyakran részleges vagy hiányos hegesztéseket eredményez, ahogy azt a kép is illusztrálja. Csak egy enyhe felületi réteg olvad meg, és a behatolás nagyon sekély, így nehéz megfelelni a folyamattechnikai követelményeknek.

Defókuszálás: Először is a lézerfénynyaláb egységnyi energiája nem egyenletes minden pozícióban. Az energia a fókuszpontban a legkoncentráltabb, ahol a foltméret a legkisebb (kisebb lézerhatási terület, koncentráltabb energia). Ezért minden paraméter-beállítás csak akkor értelmezhető, miután meghatároztuk a fókuszpontot. A fókuszpont megtalálása ezért döntő fontosságú és technikailag igényes feladat.

Védőgáz: Számos típusú védőgáz létezik. Az ipari gyártósorokon általában a költségek csökkentése érdekében nitrogént használnak, míg a laboratóriumokban főként argont alkalmaznak. Hélium és egyéb nemesgázok is használatosak, általában azonban ezeket különleges helyzetekben alkalmazzák. Mivel a lézerhegesztés egy magas hőmérsékleten zajló, heves reakciós folyamat, a fém olvad és elpárolog. A fém a magas hőmérsékleten rendkívül reaktív, és ha oxigénnel érintkezik, heves reakció indul meg, amely nagy mennyiségű szikrázást és durva, egyenetlen hegesztési felületet eredményez. Ezért a védőgázt arra használják, hogy egy kis területen (a folyékony fürdő közelében) oxigénmentes környezetet hozzanak létre, ezzel megakadályozva a heves oxidációs reakciókat, amelyek rossz minőségű hegesztést és durva külső felületet okoznának.

Ha a védőgáz mennyisége túl nagy, akkor elfújja a folyékony fürdőt; ha túl kicsi, akkor nem tudja hatékonyan megvédeni a folyékony fürdőt az oxigéntől. A mennyiségét rugalmasan kell beállítani az adott munkahelyi körülményeknek megfelelően.