Līdz ar rokas lāzera metināšanas iekārtu popularitāti rūpniecībā cilvēki vēlas uzzināt vairāk par lāzermetināšanu. Šajā rakstā ir aprakstīti divi dažādi lāzermetināšanas režīmi un faktori, kas ietekmē lāzermetināšanas efektivitāti.
Lāzermetināšanu var veikt ar nepārtrauktu vai impulsa lāzera staru, un atkarībā no lāzera metināšanas principa to var klasificēt kā siltuma pārneses metināšanu vai lāzera dziļkausēšanas metināšanu. Tālāk ir sniegts šo divu lāzermetināšanas režīmu apraksts.
Siltuma vadīšanas metināšana
Siltuma vadīšanas metināšana ietver siltuma difūziju sagatavē ar siltuma pārnesi. Apstrādājamā detaļa tiek izkausēta un tiek izveidots īpašs kausējuma baseins, kontrolējot lāzera parametrus, piemēram, lāzera impulsa platumu, enerģiju, maksimālo jaudu un atkārtošanās frekvenci. Šis lāzermetināšanas režīms rada kušanas fenomenu tikai uz metinājuma virsmas, sagataves iekšpuse nav pilnībā izkususi un būtībā netiek radīta iztvaikošana. Seklo kušanas dziļumu un lēno metināšanas ātrumu pēc metināšanas pārsvarā izmanto plānsienu metāla materiālu metināšanai ar mazu ātrumu.
Lāzera dziļkausēšanas metināšana
Lāzera dziļkausēšanas metināšana ne tikai pilnībā iekļūst materiālā, bet arī iztvaiko materiālu, veidojot lielu daudzumu plazmas. Lielā karstuma dēļ kušanas baseina priekšpusē parādīsies atslēgas caurums. Dziļās kausēšanas metināšana ir visplašāk izmantotais lāzermetināšanas režīms, jo tai ir liela ieejas enerģija, liels metināšanas ātrums un liela dziļuma un platuma attiecība. Lāzermetināšanas iekārtas zobratu metināšanai un metalurģijas lokšņu metināšanai galvenokārt ietver
Dažādiem procesa parametriem ir atšķirīga ietekme uz lāzera metināšanas efektu. Šeit ir aprakstīti trīs faktori, kas ietekmē lāzera metināšanas efektu.
Lāzera jauda
Lāzermetināšanā ir lāzera enerģijas blīvuma slieksnis, zem kura kausējuma dziļums ir mazs, un, kad šī vērtība tiek sasniegta vai pārsniegta, kausējuma dziļums ievērojami palielinās. Tikai tad, kad lāzera jaudas blīvums uz sagataves pārsniedz sliekšņa vērtību (atkarīgs no materiāla), tiek ģenerēta plazma, kas iezīmē dziļas kausēšanas metināšanas stabilizēšanos.
Ja lāzera jauda ir zem šī sliekšņa, notiek tikai sagataves virsmas kušana, ti, metināšana notiek stabilā siltuma pārneses veidā. Un, kad lāzera jaudas blīvums ir tuvu mazu caurumu veidošanās kritiskajiem apstākļiem, dziļa kausēšanas metināšana un vadīšanas metināšana mainās un kļūst par nestabiliem metināšanas procesiem, kā rezultātā rodas lielas kausējuma dziļuma svārstības. Lāzera dziļās kausēšanas metināšanas laikā lāzera jauda kontrolē gan iespiešanās dziļumu, gan metināšanas ātrumu. Kopumā noteikta diametra lāzera staram kausējuma dziļums palielinās, palielinoties stara jaudai.
Metināšanas ātrums
Metināšanas ātrumam ir liela ietekme uz kausējuma dziļumu, palielinot metināšanas ātrumu, kausējuma dziļums būs sekls, bet pārāk zems ātrums novedīs pie materiāla pārmērīgas kušanas, sagataves metināšana cauri. Tāpēc noteiktai lāzera jaudai un noteiktam konkrēta materiāla biezumam jābūt piemērotam metināšanas ātruma diapazonam un kurā var iegūt atbilstošo ātruma vērtību, kad ir maksimālais kušanas dziļums.
Aizsarggāze
Lāzermetināšanas procesā bieži tiek izmantotas inertas gāzes, lai aizsargātu izkausēto baseinu, ko var neņemt vērā, ja noteiktus materiālus var metināt neatkarīgi no virsmas oksidācijas, taču vairumā gadījumu hēliju, argonu un slāpekli bieži izmanto, lai aizsargātu apstrādājamo priekšmetu no oksidēšanās metināšanas laikā. process.
Hēlijs nav viegli jonizēts, ļaujot lāzeram iziet cauri un stara enerģijai netraucēti sasniegt apstrādājamās detaļas virsmu. Šī ir visefektīvākā aizsarggāze, ko izmanto lāzermetināšanā, taču tā ir dārgāka. Argons ir lētāks un blīvāks, tāpēc tas labāk aizsargā. Tomēr tas ir jutīgs pret augstas temperatūras metāla plazmas jonizāciju un rezultātā pasargā daļu no stara nokļūšanas uz apstrādājamo priekšmetu, samazinot efektīvo lāzera jaudu metināšanai un arī pasliktinot metināšanas ātrumu un kausējuma dziļumu. Slāpeklis ir lētākais aizsarggāzes veids, taču tas nav piemērots noteiktiem nerūsējošā tērauda metināšanas veidiem. Tas galvenokārt ir saistīts ar metalurģijas problēmām, piemēram, absorbciju, kas dažkārt rada porainību klēpja zonā.
Otrā aizsarggāzes izmantošanas funkcija ir aizsargāt fokusēšanas lēcu lāzera metināšanas pistoles iekšpusē no metāla tvaiku piesārņojuma un šķidru izkausētu pilienu izšļakstīšanas. Tas ir īpaši nepieciešams lielas jaudas lāzermetināšanā, kur izmešana kļūst ļoti spēcīga. Aizsargājošās gāzes trešā funkcija ir izkliedēt plazmas ekranējumu, ko rada lieljaudas lāzermetināšana.
