Tehnologia Laser

Un sistem de sudură cu laser este compus dintr-un laser, o fibră optică de transmisie, un cap de colimare și focalizare sau un galvanometru etc. Lumina provenită din fibra optică este divergentă și trebuie colimatată în lumină paralelă cu ajutorul unei lentile de colimare, apoi focalizată cu ajutorul unei lentile de focalizare (efect de lupă). Parametrii cheie în timpul punerii în funcțiune a procesului cu laser includ: puterea, viteza, cantitatea de defocalizare și gazul de protecție.

În general, înainte de stabilirea parametrilor unei piese de prelucrat, trebuie determinată mai întâi viteza de prelucrare. Aceasta necesită o comunicare cu clientul pentru a stabili viteza în funcție de nevoile acestuia. De exemplu, dacă există cerințe privind timpul de ciclu de producție și volumul de ieșire, viteza aproximativă poate fi determinată prin calcul invers. Ulterior, pot fi efectuate ajustări ale procesului pe baza acestei viteze.

În general, o viteză excesivă va duce la o caracteristică în formă de V, așa cum se observă în imagine.

Putere: Aceasta se referă la puterea sudurii cu laser, de obicei setată prin intermediul formei de undă. Sudarea cu laser este un proces de conversie a energiei care implică introducerea și absorbția căldurii. Prin urmare, controlul formei de undă și al puterii necesită o experiență vastă. Materialele diferite, grosimile acestora, tipurile de sudură și echipamentele utilizate variază toate în mod semnificativ. Pentru a obține performanțe optime, trebuie acordată o atenție deosebită energiei; modificările formei de undă influențează schimbarea energiei pe unitate. Software-ul include, de obicei, această setare, care poate fi monitorizată pentru a acumula cunoștințe privind modul în care diferitele materiale afectează modificările energetice. Controlul fisurilor este, în general, mai dependent de experiență. Caracteristicile metalografice corespunzătoare puterii în sudarea cu rost drept sunt adâncimea sudurii și lățimea sudurii. Dacă adâncimea și lățimea sudurii sunt prea mici, se mărește energia; dacă sunt prea mari, se reduce energia.

Nivelurile diferite de putere afectează direct adâncimea de topire, așa cum se observă în figură, care este o diagramă metalografică a adâncimii de topire la niveluri diferite de energie.

Energia insuficientă duce adesea la suduri parțiale sau incomplete, așa cum se observă în imagine. Se topește doar un strat superficial ușor, cu o penetrare foarte redusă, ceea ce face dificilă îndeplinirea cerințelor procesului.

Defocalizare: În primul rând, energia unitară a fasciculului laser nu este uniformă în fiecare poziție. Energia este cel mai concentrată în punctul focal, rezultând dimensiunea cea mai mică a petei (suprafața de acțiune a laserului mai mică, energia mai concentrată). Prin urmare, toate ajustările de parametri au sens doar după determinarea punctului focal. Găsirea punctului focal este, așadar, esențială și reprezintă o sarcină tehnică complexă.

Gaz de protecție: Există multe tipuri de gaze de protecție. În liniile industriale de producție, azotul este de obicei utilizat pentru a controla costurile, în timp ce argonul este gazul principal folosit în laboratoare. Se utilizează, de asemenea, heliu și alte gaze inerte. În general, aceste două gaze sunt frecvent utilizate în situații speciale. Deoarece sudarea cu laser este un proces de reacție violent și la temperatură ridicată, metalul se topește și se evaporă. Metalul este extrem de activ la temperaturi ridicate, iar odată ce întâlnește oxigenul, are loc o reacție violentă, care duce la o cantitate mare de sfrânturi și la o suprafață de sudură neregulată și aspră. Prin urmare, gazul de protecție este utilizat pentru a crea un mediu lipsit de oxigen într-o zonă mică (în apropierea băii topite), pentru a preveni reacțiile violente de oxidare care ar putea determina suduri de calitate scăzută și o suprafață exterioară neregulată.

Dacă gazul protector este prea abundent, va sufla baia topită în afară; dacă este prea mic, nu va putea proteja eficient baia topită împotriva oxigenului. Acesta trebuie ajustat flexibil în funcție de condițiile de lucru din teren.