Laserlasproces - Parameters
Een lasersystem voor lassen bestaat uit een laser, transmissieoptische vezel, collimatie- en focuskop of galvanometer, enz. Het licht van de optische vezel is divergent en moet door een collimatorlens worden gecollimeerd tot parallel licht, en vervolgens door een focuslens (vergrotingseffect) worden gefocust. Belangrijke parameters tijdens het debuggen van het laserproces zijn: vermogen, snelheid, defocusbedrag en beschermgas.
Over het algemeen moet, voordat de parameters voor een werkstuk worden vastgesteld, eerst de bewerkingsnelheid worden bepaald. Dit vereist overleg met de klant om de snelheid op basis van diens behoeften te bepalen. Als er bijvoorbeeld eisen zijn met betrekking tot de productiecyclusduur en de output, kan de benaderende snelheid worden bepaald door terug te rekenen. Vervolgens kunnen procesaanpassingen op basis hiervan worden uitgevoerd.
Over het algemeen leidt een te hoge snelheid tot een V-vormig kenmerk, zoals weergegeven in de afbeelding.
Vermogen: Dit verwijst naar het vermogen van de laserlasinstallatie, dat meestal wordt ingesteld via de golfvorm. Laserlassen is een energieomzettingproces waarbij warmte wordt toegevoegd en geabsorbeerd. Daarom vereist het regelen van de golfvorm en het vermogen uitgebreide ervaring. Verschillende materialen, diktes, lassoorten en apparatuur variëren allen. Om optimale prestaties te bereiken, moet nauwlettend worden gelet op de energie; wijzigingen in de golfvorm beïnvloeden de verandering in de eenheidsenergie. Software bevat doorgaans deze instelling, die kan worden bewaakt om kennis op te bouwen over de manier waarop verschillende materialen de energiewijzigingen beïnvloeden. Controle van scheurvorming is over het algemeen sterker afhankelijk van ervaring. De metallografische kenmerken die overeenkomen met het vermogen bij rechte-naadlassen zijn de lasdiepte en de lasbreedte. Als de lasdiepte en -breedte te klein zijn, moet de energie worden verhoogd; als ze te groot zijn, moet de energie worden verlaagd.
Verschillende vermogensniveaus beïnvloeden direct de smelt diepte, zoals weergegeven in de figuur, die een metallografische afbeelding is van de smelt diepte bij verschillende energieniveaus.
Onvoldoende energie leidt vaak tot gedeeltelijke lasverbindingen of onvolledige lasverbindingen, zoals weergegeven op de afbeelding. Slechts een lichte oppervlaktelaag smelt, met een zeer geringe doordringing, waardoor het moeilijk is om aan de procesvereisten te voldoen.
Defocussen: Ten eerste is de eenheidsenergie van de laserstraal op elke positie niet uniform. De energie is het meest geconcentreerd in het brandpunt, wat resulteert in de kleinste vlek (kleiner laserwerkingsgebied, meer geconcentreerde energie). Daarom zijn alle parameteraanpassingen pas zinvol nadat het brandpunt is bepaald. Het vinden van het brandpunt is daarom cruciaal en een technisch veeleisende taak.
Beschermgas: Er zijn vele soorten beschermgassen. In industriële productielijnen wordt meestal stikstof gebruikt om de kosten te beheersen, terwijl argon het hoofdgas is dat in laboratoria wordt gebruikt. Helium en andere edelgassen worden eveneens toegepast. Over het algemeen worden deze twee voornamelijk in speciale situaties gebruikt. Aangezien laserlassen een hoogtemperatuurproces is met heftige reacties, smelt en verdampt het metaal. Metaal is bij hoge temperaturen uiterst reactief; zodra het zuurstof tegenkomt, treedt een heftige reactie op, wat leidt tot veel spatten en een ruwe, ongelijkmatige lasnaad. Daarom wordt het beschermgas gebruikt om in een klein gebied (in de buurt van de smeltbad) een zuurstofvrije omgeving te creëren, om heftige oxidatiereacties te voorkomen die slechte lassingen en een ruwe buitenkant zouden veroorzaken.
Als het beschermgas te sterk is, blaast het de gesmolten pool weg; als het te zwak is, kan het de gesmolten pool niet effectief afschermen tegen zuurstof. Het moet flexibel worden afgesteld op basis van de werkomstandigheden ter plaatse.
