Laserløteprosess – Parametere
Et lasersveisesystem består av en laser, transmisjonsfiber, kollimerende fokuseringshode eller galvanometer osv. Lyset fra fiberen er divergerende og må kollimeres til parallellt lys ved hjelp av et kollimeringslinse, og deretter fokuseres av et fokuseringslinse (forstørrelsesglass-effekt). Viktige parametere under innstilling av lasersveiseprosessen inkluderer: effekt, hastighet, defokusmengde og beskyttelsesgass.
Generelt sett må bearbeidingshastigheten bestemmes først, før parametrene for et arbeidsstykke fastsettes. Dette krever kommunikasjon med kunden for å fastslå hastigheten basert på deres behov. For eksempel, hvis det er krav til produksjonsyklustid og produksjonsmengde, kan en omtrentlig hastighet fastsettes ved å regne baklengs. Deretter kan prosessjusteringer gjøres ut fra dette.
Generelt vil for høy hastighet føre til en V-formet karakteristikk, som vist på bildet.
Effekt: Dette refererer til effekten ved laser sveising, som vanligvis stilles inn via bølgeform. Laser sveising er en energiomdanningsprosess som involverer varmetilførsel og -absorpsjon. Derfor krever kontroll av bølgeform og effekt omfattende erfaring. Forskjellige materialer, tykkelsesnivåer, sveiseformer og utstyr vil alle variere. For å oppnå optimal ytelse må energien overvåkes nøye; endringer i bølgeform påvirker endringen i enhetsenergi. Programvaren inkluderer vanligvis denne innstillingen, som kan overvåkes for å bygge opp kunnskap om hvordan ulike materialer påvirker energiendringer. Kontroll av sprutter er generelt mer erfaringsspesifikk. De metallografiske egenskapene som svarer til effekten ved rett-søm sveising er sveisedybde og sveisebredde. Hvis sveisedybden og -bredden er for små, øk energien; hvis de er for store, reduser energien.
Forskjellige effektnivåer påvirker direkte smeltedybden, som vist på figuren, som er en metallurgisk diagram over smeltedybden ved ulike energinivåer.
Utilstrekkelig energi fører ofte til delvise eller ufullstendige sveiser, som vist på bildet. Kun et svakt overflatelag smelter, med meget liten inngrepdybde, noe som gjør det vanskelig å oppfylle prosesskravene.
Defokus: For det første er enhetsenergien til laserstrålen ikke jevn på alle posisjoner. Energien er mest konsentrert i brennpunktet, noe som gir minst spotstørrelse (mindre laservirkeområde, mer konsentrert energi). Derfor er alle parameterjusteringer bare meningsfulle etter at brennpunktet er bestemt. Å finne brennpunktet er derfor avgjørende og en teknisk krevende oppgave.
Beskyttelsesgass: Det finnes mange typer beskyttelsesgasser. I industrielle produksjonslinjer brukes vanligvis nitrogen for å kontrollere kostnadene, mens argon er den viktigste gassen som brukes i laboratorier. Helium og andre inerte gasser brukes også. Generelt sett brukes disse to gassene vanligvis i spesielle situasjoner. Siden lasersveising er en høytemperatur- og kraftig reaksjonsprosess, smelter og fordampes metallet. Metall er ekstremt reaktivt ved høye temperaturer, og når det kommer i kontakt med oksygen, skjer det en kraftig reaksjon som fører til mye sputter og en ru, ujevn sveiseskjøtsoverflate. Derfor brukes beskyttelsesgassen til å skape en oksygenfri miljø i et begrenset område (i nærheten av smeltebadet) for å forhindre kraftige oksidasjonsreaksjoner som kan føre til dårlige sveiseskjøt og en ru ytre overflate.
Hvis beskyttelsesgassen er for stor, vil den blåse bort smeltebadet; hvis den er for liten, vil den ikke kunne skjerme smeltebadet effektivt mot oksygen. Den må justeres fleksibelt i henhold til arbeidsforholdene på stedet.
