S priljubljenostjo ročnih laserskih varilnikov v industriji želijo ljudje izvedeti več o laserskem varjenju. Ta članek opisuje dva različna načina laserskega varjenja in dejavnike, ki vplivajo na učinkovitost laserskega varjenja.
Lasersko varjenje je mogoče doseči z neprekinjenim ali pulznim laserskim žarkom in ga lahko razvrstimo kot varjenje s prenosom toplote ali lasersko varjenje z globokim taljenjem, ki temelji na principu laserskega varjenja. Sledi opis teh dveh načinov laserskega varjenja.
Varjenje s toplotno prevodnostjo
Varjenje s toplotno prevodnostjo vključuje difuzijo toplote v obdelovanec s prenosom toplote. Obdelovanec se stopi in s krmiljenjem laserskih parametrov, kot so širina, energija, konična moč in frekvenca ponavljanja laserskega impulza, se oblikuje posebna talilna masa. Ta način laserskega varjenja povzroči pojav taljenja samo na površini zvara, notranjost obdelovanca ni popolnoma pretopljena in v bistvu ne pride do izhlapevanja. Majhna globina taljenja in počasna hitrost varjenja po varjenju se večinoma uporabljata za varjenje tankostenskih kovinskih materialov pri nizki hitrosti.
Lasersko globoko talilno varjenje
Lasersko globoko talilno varjenje ne le popolnoma prodre v material, ampak ga tudi upari, pri čemer nastane velika količina plazme. Zaradi visoke vročine se bo na sprednji strani bazena taline pojavila ključavnica. Globoko talilno varjenje je najpogosteje uporabljen način laserskega varjenja zaradi visoke vhodne energije, visoke hitrosti varjenja in velikega razmerja med globino in širino. Laserski varilni stroji za varjenje zobnikov in metalurško varjenje pločevine vključujejo predvsem lasersko globoko talilno varjenje.
Različni procesni parametri imajo različne učinke na učinek laserskega varjenja. Tukaj so opisani trije dejavniki, ki vplivajo na učinek laserskega varjenja.
Laserska moč
Pri laserskem varjenju obstaja prag gostote laserske energije, pod katerim je globina taline majhna, in ko je ta vrednost dosežena ali presežena, se globina taline bistveno poveča. Šele ko gostota moči laserja na obdelovancu preseže mejno vrednost (odvisno od materiala), se ustvari plazma, ki označuje stabilizacijo globoko talilnega varjenja.
Če je moč laserja pod tem pragom, pride samo do površinskega taljenja obdelovanca, kar pomeni, da varjenje poteka v stabilnem načinu prenosa toplote. In ko je gostota moči laserja blizu kritičnih pogojev za nastanek majhnih lukenj, se globoko talilno varjenje in prevodno varjenje izmenjujeta in postaneta nestabilna varilna postopka, kar povzroči velika nihanja v globini taline. Pri laserskem varjenju z globokim taljenjem moč laserja nadzoruje globino penetracije in hitrost varjenja. Na splošno velja, da se za laserski žarek določenega premera globina taline povečuje z večanjem moči žarka.
Hitrost varjenja
Hitrost varjenja ima velik vpliv na globino taline. S povečanjem hitrosti varjenja bo globina taljenja manjša, prenizka hitrost pa bo povzročila prekomerno taljenje materiala in zvarjenje skozi obdelovanec. Zato mora imeti za določeno moč laserja in določeno debelino določen material ustrezno območje hitrosti varjenja, v katerem je mogoče doseči ustrezno vrednost hitrosti pri največji globini taline.
Zaščitni plin
Postopek laserskega varjenja pogosto uporablja inertne pline za zaščito bazena staline, ki jih je mogoče zanemariti, ko je mogoče nekatere materiale variti ne glede na površinsko oksidacijo, vendar se za večino aplikacij pogosto uporabljajo helij, argon in dušik za zaščito obdelovanca pred oksidacijo med varjenjem. postopek.
Helij ni zlahka ioniziran, kar omogoča prehod laserja in energijo žarka, da neovirano doseže površino obdelovanca. To je najučinkovitejši zaščitni plin, ki se uporablja pri laserskem varjenju, vendar je dražji. Argon je cenejši in bolj gost, zato bolje ščiti. Vendar pa je dovzeten za visokotemperaturno ionizacijo kovinske plazme in posledično ščiti del žarka, da ne bi dosegel obdelovanca, s čimer se zmanjša efektivna moč laserja za varjenje in tudi zmanjša hitrost varjenja in globina taline. Dušik je najcenejša vrsta zaščitnega plina, vendar ni primeren za nekatere vrste varjenja nerjavnega jekla. To je predvsem posledica metalurških težav, kot je absorpcija, ki včasih ustvari poroznost v območju prekrivanja.
Druga funkcija uporabe zaščitnega plina je zaščita fokusne leče znotraj laserske varilne pištole pred kontaminacijo s kovinskimi hlapi in razprševanjem tekočih staljenih kapljic. To je še posebej potrebno pri laserskem varjenju z visoko močjo, kjer postane izmet zelo močan. Tretja funkcija zaščitnega plina je razpršitev plazemske zaščite, ki nastane pri visokozmogljivem laserskem varjenju.
