Заваряването с дълбоко проникване на машината за лазерно заваряване обикновено използва оптични непрекъснати лазерни лъчи за завършване на свързването на материалите. Металургичният физически процес е много подобен на електронно-лъчево заваряване, което означава, че механизмът за преобразуване на енергия е завършен чрез структура "ключова дупка".
При облъчване с лазер с достатъчно висока плътност на мощността материалът се изпарява и образува малки дупки. Тази дупка, пълна с пара, е като черно тяло, което поглъща почти цялата енергия на падащия лъч. Равновесната температура в кухината достига приблизително 2500 градуса C. Топлината се предава от външната стена на високотемпературната камера, за да разтопи метала около камерата. Малкият отвор се запълва с пара с висока температура, която се генерира от непрекъснато изпаряване на материала на стената под облъчване на лъчев лъч. Четирите стени на малката дупка са заобиколени от разтопен метал, докато течният метал е заобиколен от твърди материали. При повечето конвенционални процеси на заваряване и лазерното заваряване, енергията първо се отлага върху повърхността на детайла и след това се предава на повърхността. Течният поток извън стената на отвора и повърхностното напрежение на слоя на стената поддържат динамичен баланс с налягането на парата, непрекъснато генерирано в кухината. Лъчът непрекъснато навлиза в малкия отвор, а материалът извън отвора тече непрекъснато. Докато светлинният лъч се движи, малката дупка остава в състояние на стабилен поток. С други думи, малкият отвор и разтопеният метал, заобикалящ стената на отвора, се движат напред с предната скорост на водещия лъч и разтопеният метал запълва празнината, оставена от малкия отвор, и се кондензира, образувайки заваръчен шев. Всички горепосочени процеси протичат много бързо, така че скоростта на заваряване лесно може да достигне няколко метра в минута.
Основни параметри на процеса на лазерно заваряване с дълбоко проникване
1. Фокус на лъча.
Размерът на петното на лъча е една от най-важните променливи при лазерното заваряване, тъй като определя плътността на мощността. Въпреки това, за високомощните лазери, въпреки многото индиректни техники за измерване, тяхното измерване остава предизвикателство.
Максималният размер на петното за фокусиране и дифракция на лъча може да се изчисли въз основа на теорията за дифракцията на светлината, но поради аберацията на фокусиращата леща действителният размер на петното е по-голям от изчислената стойност. Най-простият практичен метод за измерване е изотермичният контурен метод, който използва дебела хартия за изгаряне и проникване в полипропиленовата плоча за измерване на фокусната точка и диаметъра на перфорацията. Този метод трябва да се практикува чрез измерване, за да се разбере мощността на лазера и времето на действие на лъча.
2. Лазерна мощност.
При лазерното заваряване има праг на плътност на лазерната енергия. Под тази стойност дълбочината на проникване е много малка. След като тази стойност бъде достигната или надвишена, дълбочината на проникване ще се увеличи значително. Плазмата се генерира само когато плътността на мощността на лазера върху детайла превиши прага, маркирайки напредъка на стабилното заваряване с дълбоко проникване. Ако мощността на лазера е под този праг, настъпва само повърхностно топене на детайла, т.е. заваряването се извършва със стабилен тип топлопроводимост. Когато плътността на мощността на лазера се доближи до критичното условие за образуване на малки дупки, заваряването с дълбоко проникване и заваряването с проводимост ще се редуват в нестабилни процеси на заваряване, което води до значителни колебания в дълбочината на проникване. При лазерно заваряване с дълбоко проникване мощността на лазера контролира както дълбочината на проникване, така и скоростта на заваряване. Дълбочината на проникване при заваряване е пряко свързана с плътността на мощността на лъча и е функция от мощността на падащия лъч и фокуса на лъча. Най-общо казано, за лазерни лъчи с определен диаметър дълбочината на проникване нараства с увеличаване на мощността на лъча.
Ако искате да научите повече за апаратите за лазерно заваряване, можете да ни последвате. Периодично ще актуализираме съответната информация относно машините за лазерно заваряване на метали.
