हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, लेजर बीम को ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा केंद्रित किया जाता है ताकि वर्कपीस की सतह पर या सामग्री के अंदर एक उच्च ऊर्जा घनत्व क्षेत्र बन सके। फोकस स्थिति प्रति इकाई क्षेत्र में ऊर्जा वितरण, पिघले हुए पूल की आकृति विज्ञान, और वेल्ड सीम निर्माण गुणवत्ता को निर्धारित करती है, और यह वेल्डिंग स्थिरता और वेल्ड गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले प्रमुख प्रक्रिया मापदंडों में से एक है।
फोकस स्थिति को आमतौर पर वर्कपीस की सतह को शून्य बिंदु के रूप में संदर्भित किया जाता है और इसे सकारात्मक फोकस, नकारात्मक फोकस और डिफोकस्ड अवस्थाओं में वर्गीकृत किया जा सकता है।
1. वर्कपीस की सतह पर फोकस के साथ वेल्डिंग विशेषताएं (शून्य फोकस)
जब लेजर फोकस वर्कपीस की सतह पर स्थित होता है, तो लेजर स्पॉट का व्यास न्यूनतम होता है और ऊर्जा घनत्व अपने अधिकतम पर होता है। लेजर और सामग्री के बीच युग्मन दक्षता अधिक होती है।
वेल्डिंग विशेषताएं इस प्रकार हैं:
तेजी से पिघले हुए पूल की शुरुआत और स्थिर वेल्डिंग प्रक्रिया
स्पष्ट सीमाओं के साथ संकीर्ण वेल्ड सीम
केंद्रित प्रवेश गहराई और उच्च ऊर्जा उपयोग दक्षता
पतली सामग्री और सटीक वेल्डिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त
हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग में, सतह पर फोकस बनाए रखने के लिए उच्च परिचालन स्थिरता की आवश्यकता होती है। वेल्डिंग के दौरान टॉर्च की ऊंचाई में बदलाव से प्रवेश गहराई और वेल्ड आकृति विज्ञान में उतार-चढ़ाव आसानी से हो सकता है।
2. सकारात्मक फोकस स्थितियों के तहत वेल्डिंग घटनाएं
सकारात्मक फोकस उस स्थिति को संदर्भित करता है जहां लेजर फोकस वर्कपीस की सतह के नीचे स्थित होता है, जिसका अर्थ है कि फोकल बिंदु सामग्री के अंदर स्थित होता है।
वेल्डिंग घटनाओं में शामिल हैं:
सामग्री के अंदर अधिकतम लेजर ऊर्जा घनत्व होना
बढ़ी हुई प्रवेश गहराई और उच्च गहराई-से-चौड़ाई अनुपात
बढ़ा हुआ अनुदैर्ध्य वेल्ड प्रवेश के साथ स्पष्ट कीहोल प्रभाव
अपेक्षाकृत संकुचित सतह पिघला हुआ पूल और एक संकीर्ण वेल्ड उपस्थिति
सकारात्मक फोकस मध्यम से मोटी प्लेट वेल्डिंग या अधिक प्रवेश की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। हैंडहेल्ड वेल्डिंग में, सकारात्मक फोकस प्रक्रिया सहनशीलता में सुधार करता है; हालाँकि, अत्यधिक फोकस गहराई से अपर्याप्त सतह संलयन या अपूर्ण वेल्ड निर्माण हो सकता है।
3. नकारात्मक फोकस स्थितियों के तहत वेल्डिंग घटनाएं
नकारात्मक फोकस उस स्थिति को संदर्भित करता है जहां लेजर फोकस वर्कपीस की सतह के ऊपर स्थित होता है, जिसका अर्थ है कि लेजर बीम सामग्री तक पहुंचने से पहले ही विचलन करना शुरू कर देता है।
वेल्डिंग घटनाओं में शामिल हैं:
विस्तारित स्पॉट व्यास और कम ऊर्जा घनत्व
बढ़ी हुई वेल्ड चौड़ाई और कम प्रवेश गहराई
कीहोल प्रभाव का कमजोर या उन्मूलन
वेल्ड सीम की सतह की चिकनाई में सुधार
नकारात्मक फोकस स्थितियों के तहत, लेजर ऊर्जा वितरण अधिक समान होता है, जिससे यह पतली प्लेट लैप वेल्डिंग और उच्च सतह उपस्थिति आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है। हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग में, एक मध्यम नकारात्मक फोकस स्पैटर को कम करने और बर्न-थ्रू को दबाने में मदद करता है।
4. डिफोकस्ड स्थितियों के तहत वेल्डिंग विशेषताएं
डिफोकसिंग उस स्थिति को संदर्भित करता है जहां फोकस वर्कपीस की सतह से दूर स्थित होता है, चाहे वह सकारात्मक या नकारात्मक दिशा में हो, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा घनत्व में महत्वपूर्ण कमी आती है।
वेल्डिंग विशेषताएं शामिल हैं:
एक स्थिर पिघला हुआ पूल बनाने या बनाए रखने में कठिनाई
अपर्याप्त प्रवेश और संलयन की कमी का उच्च जोखिम
ढीले निर्माण के साथ चौड़े और उथले वेल्ड सीम
यात्रा गति विविधताओं के लिए वेल्डिंग प्रक्रिया की उच्च संवेदनशीलता
डिफोकस्ड स्थितियाँ आम तौर पर स्थिर वेल्डिंग के लिए अनुपयुक्त होती हैं और मुख्य रूप से विशेष कम गर्मी इनपुट या सतह ताप प्रक्रियाओं में उपयोग की जाती हैं। हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग में, अत्यधिक डिफोकसिंग वेल्डिंग स्थिरता को काफी कम कर देता है।
5. विभिन्न फोकस अवस्थाओं के तहत वेल्डिंग प्रभावों की तुलना
वर्कपीस की सतह पर स्थित फोकस की तुलना में:
सकारात्मक फोकस प्रवेश और वेल्डिंग क्षमता में सुधार करता है, जो उच्च संरचनात्मक शक्ति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है
नकारात्मक फोकस वेल्ड चौड़ाई बढ़ाता है, सतह की उपस्थिति में सुधार करता है, और अत्यधिक ऊर्जा सांद्रता के जोखिम को कम करता है
डिफोकसिंग समग्र ऊर्जा घनत्व को कम करता है और स्थिर वेल्डिंग के लिए प्रतिकूल है
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, फोकस स्थिति को सामग्री के प्रकार, प्लेट की मोटाई, वेल्डिंग गति और लेजर शक्ति के संयोजन में समायोजित किया जाना चाहिए।
6. हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग में फोकस स्थिति का प्रक्रिया महत्व
हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग परिचालन स्थिरता और प्रक्रिया सहनशीलता पर उच्च मांग रखता है। फोकस स्थिति का उचित चयन निम्नलिखित पहलुओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है:
वेल्डिंग स्थिरता में सुधार और ऑपरेटर की गति के प्रभाव को कम करना
प्रवेश गहराई और वेल्ड सीम निर्माण को संतुलित करना
स्पैटर और वेल्डिंग दोषों की घटना को कम करना
जटिल वेल्डिंग स्थितियों में अनुकूलन क्षमता बढ़ाना
फोकस स्थिति समायोजन आमतौर पर टॉर्च की ऊंचाई के नियंत्रण या फोकसिंग सिस्टम के समायोजन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है और यह हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया अनुकूलन में एक मुख्य कदम है।