Lazer Kaynak İşlemi – Parametreler
Bir lazer kaynak sistemi, lazer, iletim optik lifi, kollime odaklama başlığı veya galvanometre gibi bileşenlerden oluşur. Optik liften çıkan ışın dağılır ve bir kollimasyon lensiyle paralel ışına dönüştürülmelidir; ardından odaklama lensiyle (büyüteç etkisi) odaklanır. Lazer işlemi ayarlama sırasında önemli parametreler şunlardır: güç, hız, odak dışı miktarı ve koruyucu gaz.
Genel olarak, bir iş parçası için parametreleri belirlemeye geçmeden önce öncelikle işleme hızı belirlenmelidir. Bu, müşteriyi ihtiyaçlarına göre hızı belirlemek amacıyla bilgi alışverişi yapmayı gerektirir. Örneğin üretim çevrim süresi ve çıktı ile ilgili gereksinimler varsa, yaklaşık hız geriye doğru hesaplanarak belirlenebilir. Daha sonra bu hız değerine dayalı olarak işlem ayarlamaları yapılabilir.
Genel olarak aşırı yüksek hız, resimde gösterildiği gibi V şeklinde bir karakteristiğe neden olur.
Güç: Bu, lazer kaynak gücünü ifade eder ve genellikle dalga formu üzerinden ayarlanır. Lazer kaynağı, ısı girdisi ve emilimi içeren bir enerji dönüşüm sürecidir. Dolayısıyla dalga formu ve gücün kontrolü, kapsamlı deneyim gerektirir. Farklı malzemeler, kalınlıklar, kaynak türleri ve ekipmanlar tümüyle değişkenlik gösterir. Optimum performansı elde etmek için enerjiye dikkatli bir şekilde odaklanmak gerekir; dalga formundaki değişimler, birim enerjideki değişimi etkiler. Yazılımlar genellikle bu ayarı içerir ve farklı malzemelerin enerji değişimlerine nasıl etki ettiği konusunda bilgi birikimi sağlamak amacıyla izlenebilir. Çatlak kontrolü genellikle daha fazla deneyim gerektiren bir süreçtir. Düz dikiş kaynağında güce karşılık gelen metalografik özellikler, kaynak derinliği ve kaynak genişliğidir. Kaynak derinliği ve genişliği çok küçükse enerji artırılmalı; çok büyükse enerji azaltılmalıdır.
Farklı güç seviyeleri, şekilde gösterildiği gibi, erime derinliğini doğrudan etkiler; bu şekil, farklı enerji seviyelerindeki erime derinliğinin metalografik diyagramıdır.
Yetersiz enerji genellikle kısmi kaynak dikişleri veya eksik kaynak dikişlerine neden olur, resimde de görüldüğü üzere. Sadece hafif bir yüzey katmanı erir ve çok küçük bir nüfuziyet derinliği oluşur; bu da süreç gereksinimlerini karşılamayı zorlaştırır.
Odak dışı ayarlama: Öncelikle lazer ışın demetinin birim enerjisi her konumda aynı değildir. Enerji, odak noktasında en yoğun hâlde bulunur ve bu noktada en küçük leke boyutu (daha küçük lazer etki alanı, daha yoğun enerji) oluşur. Bu nedenle tüm parametre ayarları yalnızca odak noktası belirlendikten sonra anlamlı hâle gelir. Dolayısıyla odak noktasını bulmak kritik bir işlem olup teknik olarak zorlu bir görevdir.
Koruyucu gaz: Birçok farklı koruyucu gaz türü vardır. Endüstriyel üretim hatlarında maliyetleri kontrol etmek amacıyla genellikle azot kullanılırken, laboratuvarlarda ana olarak argon gazı tercih edilir. Ayrıca helyum ve diğer inert gazlar da kullanılmaktadır. Genel olarak bu iki gaz, özel durumlarda yaygın olarak kullanılır. Çünkü lazer kaynak yüksek sıcaklıklı ve şiddetli bir reaksiyon sürecidir; bu süreçte metal erir ve buharlaşır. Metal, yüksek sıcaklıklarda son derece reaktiftir ve bir kez oksijenle temas ettiğinde şiddetli bir reaksiyona neden olur; bu da büyük miktarda sıçramaya ve pürüzlü, düzensiz bir kaynak yüzeyine yol açar. Bu nedenle koruyucu gaz, ergimiş banyo yakınındaki küçük bir alanda oksijensiz bir ortam oluşturmak için kullanılır; böylece kötü kalitede kaynaklar ve dış yüzeyde pürüz oluşumuna neden olan şiddetli oksidasyon reaksiyonları önlenir.
Koruyucu gaz çok fazla olursa ergimiş havuzu uçurur; çok az olursa ergimiş havuzu oksijenden etkili bir şekilde koruyamaz. Bu, saha koşullarına göre esnek bir şekilde ayarlanmalıdır.
