Συγκόλληση με λέιζερ είναι μια τεχνολογία που χρησιμοποιεί μια δέσμη λέιζερ για να λιώσει και να ενώσει υλικά. Έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, της τοπικής συγκέντρωσης και της μικρής θερμικής επίδρασης. Ωστόσο, διαφορετικά υλικά παρουσιάζουν διαφορετική συγκολλησιμότητα κατά τη συγκόλληση με λέιζερ, η οποία σχετίζεται στενά με πολλούς παράγοντες. Ακολουθούν αρκετοί κύριοι παράγοντες:
I. Παράμετροι Λέιζερ
1. Ισχύς λέιζερ: Εάν η ισχύς λέιζερ είναι πολύ χαμηλή, το υλικό δεν μπορεί να λάβει αρκετή ενέργεια για να λιώσει, με αποτέλεσμα την ατελή δημιουργία συγκόλλησης. Η υπερβολική ισχύς λέιζερ μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολικό λιώσιμο, μια υπερβολικά μεγάλη θερμικά επηρεασμένη ζώνη, τον σχηματισμό πόρων και ρωγμών και να επηρεάσει την ποιότητα της συγκόλλησης.
2. Διάμετρος εστίασης: Το μέγεθος του σημείου εστίασης μπορεί να ελέγξει τη συγκέντρωση και τη διασπορά της ενέργειας λέιζερ, επηρεάζοντας έτσι το βάθος συγκόλλησης και την ποιότητα της συγκόλλησης. Όσο μεγαλύτερη είναι η εστίαση, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμικά επηρεασμένη ζώνη και τόσο πιο ρηχή είναι η ραφή συγκόλλησης λέιζερ. Όσο μικρότερη είναι η εστίαση, τόσο πιο συγκεντρωμένη είναι η ενέργεια λέιζερ και τόσο βαθύτερη είναι η ραφή συγκόλλησης.
3. Ταχύτητα σάρωσης: Εάν η ταχύτητα σάρωσης είναι πολύ γρήγορη, η ενέργεια λέιζερ δεν μπορεί να εστιαστεί πλήρως, με αποτέλεσμα ατελείς ραφές συγκόλλησης. Εάν η ταχύτητα σάρωσης είναι πολύ αργή, μπορεί να προκαλέσει υπερβολικό λιώσιμο και μια υπερβολικά μεγάλη θερμικά επηρεασμένη ζώνη, η οποία θα επηρεάσει την ποιότητα της συγκόλλησης.
4. Λειτουργία δέσμης λέιζερ: Διαφορετικές λειτουργίες δέσμης λέιζερ έχουν αντίκτυπο στο αποτέλεσμα συγκόλλησης. Για παράδειγμα, η δέσμη λέιζερ σε λειτουργία Gaussian έχει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και καλή απόδοση εστίασης, καθιστώντας την κατάλληλη για τη συγκόλληση μικρών εξαρτημάτων. Οι δέσμες λέιζερ τοπολογικής λειτουργίας είναι κατάλληλες για τη συγκόλληση μεγάλων περιοχών.
II. Ιδιότητες Υλικών
Ένα επιπλέον σημείο: Το σημείο τήξης του υλικού είναι ένας από τους σημαντικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκόλληση με λέιζερ. Χαμηλή ισχύς λέιζερ χρησιμοποιείται όταν το σημείο τήξης είναι υψηλό και υψηλή ισχύς λέιζερ χρησιμοποιείται όταν το σημείο τήξης είναι υψηλό. Αυτό μπορεί να επιτύχει υψηλότερη ταχύτητα και απόδοση συγκόλλησης.
2. Θερμική αγωγιμότητα: Τα υλικά με υψηλή θερμική αγωγιμότητα μπορούν να μεταφέρουν θερμότητα στο περιβάλλον πιο γρήγορα, μειώνοντας έτσι τη θερμικά επηρεασμένη ζώνη, ελαχιστοποιώντας την παραμόρφωση και την θερμική επίδραση. Αντίθετα, τα υλικά με χαμηλή θερμική αγωγιμότητα θα προκαλέσουν συσσώρευση θερμότητας κατά τη συγκόλληση, αυξάνοντας τη θερμικά επηρεασμένη ζώνη.
3. Συντελεστής θερμικής διαστολής: Διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής, οι οποίοι μπορούν να επηρεάσουν τις αλλαγές διαστάσεων και τη δημιουργία τάσης κατά τη διαδικασία συγκόλλησης.
4. Πάχος υλικού: Το πάχος του υλικού επηρεάζει το βάθος διείσδυσης και την θερμική κατανομή της ενέργειας λέιζερ. Τα λεπτότερα υλικά διεισδύουν ευκολότερα από λέιζερ, με αποτέλεσμα στενότερες ραφές συγκόλλησης, ενώ τα παχύτερα υλικά απαιτούν λέιζερ υψηλότερης ισχύος.
5. Ανακλαστικότητα: Κατά τη συγκόλληση υλικών με υψηλή ανακλαστικότητα, πρέπει να ληφθούν πρόσθετα μέτρα, όπως η χρήση κατάλληλων απορροφητικών επιστρώσεων ή η προσαρμογή των παραμέτρων λέιζερ για να διασφαλιστεί η απορρόφηση και η χρησιμοποίηση της ενέργειας λέιζερ.
III. Έλεγχος Διαδικασίας Συγκόλλησης
1. Ταχύτητα συγκόλλησης: Εάν η ταχύτητα συγκόλλησης είναι πολύ γρήγορη, μπορεί να οδηγήσει σε κακή ποιότητα συγκόλλησης, ακανόνιστο σχήμα συγκόλλησης και αύξηση των ελαττωμάτων συγκόλλησης. Εάν η ταχύτητα συγκόλλησης είναι πολύ αργή, μπορεί να προκαλέσει υπερβολικό λιώσιμο, υπερθέρμανση στην άκρη της ραφής συγκόλλησης, διαστολή της θερμικά επηρεασμένης ζώνης και να οδηγήσει σε προβλήματα όπως παραμόρφωση συγκόλλησης και ρωγμές.
2. Ρύθμιση ισχύος συγκόλλησης: Μια κατάλληλη ισχύς λέιζερ μπορεί να εξασφαλίσει τον σχηματισμό και τη σταθερότητα της λιωμένης πισίνας, αλλά τόσο η υπερβολικά υψηλή όσο και η χαμηλή ισχύς μπορεί να οδηγήσουν σε μείωση της ποιότητας συγκόλλησης.
3. Έλεγχος θέσης δέσμης λέιζερ: Είναι πολύ σημαντικό να διασφαλιστεί ότι η δέσμη λέιζερ είναι ακριβώς τοποθετημένη εντός της περιοχής στόχου της άρθρωσης συγκόλλησης. Η εσφαλμένη τοποθέτηση της δέσμης λέιζερ μπορεί να οδηγήσει σε ατελείς αρθρώσεις συγκόλλησης ή συγκόλληση στη λάθος θέση.
4. Ροή προστατευτικού αερίου: Ο έλεγχος της ροής του προστατευτικού αερίου έχει μεγάλη σημασία για τη μείωση των αντιδράσεων οξείδωσης και την πρόληψη της πορώδους.
5. Παρακολούθηση της διαδικασίας συγκόλλησης: Η παρακολούθηση και η ανατροφοδότηση σε πραγματικό χρόνο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης μπορεί να βοηθήσει τους χειριστές να εντοπίσουν άμεσα πιθανά ζητήματα και να κάνουν τις αντίστοιχες προσαρμογές.
IV. Περιβαλλοντικές Συνθήκες
1. Θερμοκρασία και υγρασία: Η υψηλότερη θερμοκρασία περιβάλλοντος μπορεί να προκαλέσει την αύξηση της θερμοκρασίας γύρω από το υλικό, να αυξήσει το φαινόμενο θερμικής διάχυσης, να επεκτείνει τη θερμικά επηρεασμένη ζώνη κατά τη διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ και να οδηγήσει σε παραμόρφωση του περιβάλλοντος υλικού. Ένα περιβάλλον υψηλής υγρασίας θα αυξήσει τον βαθμό οξείδωσης στην περιοχή συγκόλλησης, θα μειώσει το ρυθμό απορρόφησης του λέιζερ και θα κάνει τη συγκόλληση με λέιζερ πιο δύσκολη.
2. Καθαριότητα περιβάλλοντος: Κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, οι ρύποι όπως η σκόνη και οι ακαθαρσίες στο περιβάλλον μπορούν να επηρεάσουν τη μετάδοση της δέσμης λέιζερ και την ποιότητα της συγκόλλησης. Οι ρύποι μπορούν να προκαλέσουν τη σκέδαση, την απορρόφηση και την ανάκλαση της ενέργειας λέιζερ, επηρεάζοντας τα αποτελέσματα της συγκόλλησης. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να διατηρείται η περιοχή συγκόλλησης καθαρή και τακτοποιημένη.