Laserové svařovací stroje

Hustota výkonu laseru:Hustota výkonu laseru se vztahuje k výkonu laseru na jednotku plochy.
Hustota výkonu (W/c㎡)=4*Energie laserového pulsu (J)/πPrůměr bodu (cm)²*Šířka pulsu(y) Průměr bodu (mm)=[Fokální vzdálenost (mm) /Ohnisková vzdálenost laserové hlavy (mm)]* Průměr jádra optického vlákna (mm) 1cm=10mm=10000um

Výkon laseru:Laserové svařování při existenci prahové hodnoty hustoty laserové energie 104-106W/cm², pod touto hodnotou může absorpce laserové energie kovem způsobit pouze zvýšení povrchové teploty materiálu, ale po dosažení této hodnoty zůstane pevná fáze nezměněna. dosažena nebo překročena, hloubka fúze se podstatně zvýší. Teprve když hustota výkonu laseru na obrobku překročí prahovou hodnotu (závislou na materiálu), vytvoří se plazma, která značí stabilizaci hloubky tavného svařování. Pokud výkon laseru dosáhne prahové hodnoty, dojde na obrobku pouze k roztavení povrchu, tj. svařování probíhá v ustáleném typu vedení tepla. Když je hustota výkonu laseru v blízkosti 106 W/cm², což je kritická podmínka pro tvorbu malých otvorů, dochází střídavě k hlubokému tavení a svařování vedením tepla a svařovací proces se stává nestabilním, což vede k velkým výkyvům v hloubka průniku. Při laserovém tavném svařování řídí výkon laseru jak hloubku průvaru, tak rychlost svařování. Hloubka svaru přímo souvisí s hustotou výkonu paprsku a je funkcí výkonu dopadajícího paprsku a ohniska paprsku. Obecně platí, že pro daný průměr laserového paprsku se hloubka průniku zvyšuje se zvyšujícím se výkonem paprsku.

Šířka vlny laserového pulzu:Obecně lze říci, že když laser začne působit na povrch zpracovávaného materiálu, odrazivost je vysoká, a když povrchová teplota materiálu stoupne k bodu tání, odrazivost rychle klesá. Když je povrchová teplota materiálu ve stavu tavení, odrazivost se ustálí na určité hodnotě. Takže při svařování materiálů s vysokou odrazivostí, pokud je zachována čtvercová vlna (potřebná energie je mnohem vyšší než u nerezové oceli), začátek fáze odrazivosti mědi je vysoký, většina světla se odráží, druhý stupeň mědi teplota se zvyšuje odrazivost klesá, měď začala absorbovat energii, pokud je tato doba stále velmi vysoká, teplota mědi se může zahřát až k bodu varu, což má za následek vznik nestability svaru, proto je nutné použít pre Spike s pomalým poklesem tvaru vlny.

Množství rozostření:Rozostření je vzdálenost od povrchu svařence k nejmenšímu bodu zaostřeného laserového paprsku během svařování. Existují dva typy rozostření: pozitivní rozostření a negativní rozostření. Jak je znázorněno na obrázku, ohnisková rovina umístěná nad obrobkem má pozitivní rozostření a naopak negativní rozostření. Změna míry rozostření může změnit velikost laserového topného bodu a dopadající stav paprsku. Jediný rozsah rozostření je příliš velký na to, aby se průměr bodu zvětšil, snižte hustotu výkonu nad bodem, takže se sníží hloubka fúze. Velikost rozostření ovlivňuje nejen velikost průměru bodu na povrchu obrobku, ale ovlivňuje také směr dopadu paprsku, režim svařování atd., a má tak větší vliv na tvar svaru, tavnou lázeň a kříž - průřezová plocha.

Rychlost svařování:Rychlost svařování ovlivňuje tepelný příkon za jednotku času. Pokud je rychlost svařování příliš pomalá, tepelný příkon bude příliš velký, což povede k propálení obrobku; je-li rychlost svařování příliš vysoká, přísun tepla bude příliš malý, což povede k provaření obrobku. Při určitém výkonu laseru zvyšte rychlost svařování, sníží se příkon tepla, zmenší se hloubka svaru. Vhodné snížení rychlosti svařování může zvýšit hloubku tavení, ale pokud je rychlost svařování příliš nízká, hloubka tavení se nezvýší, ale spíše zvýší šířku taveniny.

Ochranný plyn:Proces laserového svařování často používá k ochraně tavné lázně inertní plyny, kdy u některých materiálů se svařování nestará o oxidaci povrchu nelze brát v úvahu ochranu, ale pro většinu aplikací se často používá helium, argon, dusík a další plyny pro ochranu, takže obrobek v procesu svařování před oxidací. Druhou úlohou použití ochranných plynů je ochrana zaostřovací čočky před kontaminací kovovými parami a rozprašováním kapek kapaliny. Zejména při vysokovýkonném laserovém svařování, protože jeho vysunutí se stává velmi silným, je v této době ochrana čočky velmi nezbytná. Třetí úlohou ochranného plynu je rozptýlit plazmové stínění generované vysokovýkonným laserovým svařováním je velmi účinné. Pára kovu pohltí laserový paprsek a ionizuje do plazmového oblaku a ochranný plyn kolem páry kovu se také ionizuje vlivem tepla. Pokud je přítomno příliš mnoho plazmatu, laserový paprsek je do určité míry spotřebován plazmatem. Plazma je přítomno na pracovním povrchu jako druhý zdroj energie, díky čemuž je hloubka fúze mělčí a povrch svarové lázně širší. Vliv plazmového oblaku na hloubku taveniny je nejvýraznější v zóně nízké rychlosti svařování. Jeho účinek se snižuje, když se zvyšuje rychlost svařování.

Svařovací materiály:Absorpce laserového paprsku materiálem závisí na některých důležitých vlastnostech materiálu, jako je rychlost absorpce, odrazivost, tepelná vodivost, teplota tání, teplota vypařování a tak dále, z nichž nejdůležitější je rychlost absorpce. Faktory ovlivňující absorpci laserového paprsku materiálem zahrnují dva aspekty: za prvé, koeficient elektrického odporu materiálu, po změření rychlosti absorpce leštěného povrchu materiálu se zjistí, že míra absorpce materiálu je úměrná druhé odmocnině koeficient elektrického odporu, který se mění s teplotou; za druhé, stav povrchu materiálu (nebo stupeň opracování) má důležitější vliv na míru absorpce paprsku, což bude mít významný vliv na účinek svařování.