Podczas ręcznego procesu spawania laserowego wiązka laserowa jest skupiana przez system optyczny, tworząc obszar o wysokiej gęstości energii na powierzchni przedmiotu lub wewnątrz materiału.Pozycja ostrości określa rozkład energii na jednostkę powierzchni, morfologii stopienia basenu i jakości tworzenia szwu spawania i jest jednym z kluczowych parametrów procesu wpływających na stabilność spawania i jakość spawania.
Pozycja ostrości jest zwykle określana na powierzchni obrabiarkę jako punkt zerowy i może być sklasyfikowana na stany ostrości dodatniej, ostrości ujemnej i ostrości rozproszonej.
1Charakterystyka spawania z naciskiem na powierzchnię obróbki (zero focus)
W przypadku, gdy ostrość lasera znajduje się na powierzchni przedmiotu, średnica plamy laserowej jest minimalna, a gęstość energii jest maksymalna.Wydajność sprzężenia między laserem a materiałem jest wysoka.
Charakterystyka spawania jest następująca:
Szybkie uruchomienie basenu stopionego i stabilny proces spawania
Wąskie szwy spawalnicze z jasnymi granicami
Koncentrowana głębokość penetracji i wysoka efektywność wykorzystania energii
Odpowiedni do zastosowań w zakresie cienkich materiałów i spawania precyzyjnego
W ręcznym spawaniu laserowym utrzymanie ostrości na powierzchni wymaga wysokiej stabilności operacyjnej.Zmiany wysokości pochodni podczas spawania mogą łatwo powodować wahania głębokości penetracji i morfologii spawania.
2. Zjawy spawania w warunkach pozytywnego skupienia
Pozytywne skupienie odnosi się do stanu, w którym skupienie lasera jest umieszczone poniżej powierzchni obrabiarkę, co oznacza, że punkt ogniskowy znajduje się wewnątrz materiału.
Zjawy spawania obejmują:
Gęstość energii laserowej w środku materiału
Zwiększona głębokość penetracji i wyższy stosunek głębokości do szerokości
Wyraźny efekt otworu kluczowego z zwiększoną wzdłużną penetracją spawania
Stosunkowo ograniczona powierzchnia stopionego basenu i węższy wygląd spawania
Pozytywne skupienie nadaje się do spawania płyt średniej i grubej grubości lub zastosowań wymagających większej penetracji.nadmierna głębokość ostrości może prowadzić do niewystarczającego stopienia powierzchni lub niepełnego tworzenia spawania.
3. Zjawy spawania w warunkach negatywnego skupienia
Negatywne skupienie odnosi się do stanu, w którym skupienie lasera znajduje się nad powierzchnią przedmiotu, co oznacza, że wiązka lasera zaczyna się rozbiegać przed dotarciem do materiału.
Zjawy spawania obejmują:
Zwiększona średnica plamy i zmniejszona gęstość energii
Zwiększona szerokość spawania i zmniejszona głębokość penetracji
Efekt otworu kluczowego osłabiony lub wyeliminowany
Poprawa gładkości powierzchni szwu spawania
W warunkach negatywnego skupienia rozkład energii lasera jest bardziej jednolity, co sprawia, że nadaje się do spawania cienkimi płytkami i zastosowań o wysokim wymaganiach w zakresie wyglądu powierzchni.W ręcznym spawaniu laserowym, umiarkowane negatywne skupienie pomaga zmniejszyć rozpraszanie i tłumić spalanie.
4Charakterystyka spawania w warunkach nieogniskowanych
Rozświetlenie odnosi się do stanu, w którym ognisko jest umieszczone daleko od powierzchni obróbki, niezależnie od tego, czy jest w kierunku dodatnim, czy ujemnym,powodujące znaczne zmniejszenie gęstości energii.
Charakterystyka spawania obejmuje:
Trudność w tworzeniu lub utrzymaniu stabilnego basenu stopionego
Niewystarczająca penetracja i wysokie ryzyko braku fuzji
Szerokie i płytkie szwy spawane z luźnym układem
Wysoka wrażliwość procesu spawania na zmiany prędkości ruchu
Warunki rozświetlenia są zazwyczaj nieodpowiednie do stabilnego spawania i są głównie stosowane w specjalnych procesach o niskim poziomie ciepła lub podgrzewania powierzchni.nadmierne rozświetlenie znacząco zmniejsza spójność spawania.
5Porównanie efektów spawania w różnych stanach ogniskowych
W porównaniu z ostrością znajdującą się na powierzchni obróbki:
Pozytywne skupienie poprawia zdolność penetracji i spawania, nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej wytrzymałości konstrukcyjnej
Negatywne skupienie zwiększa szerokość spawania, poprawia wygląd powierzchni i zmniejsza ryzyko nadmiernej koncentracji energii
Defocusing obniża ogólną gęstość energii i jest niekorzystny dla stabilnego spawania
W praktycznych zastosowaniach pozycję ostrości należy regulować w połączeniu z typem materiału, grubością płyty, prędkością spawania i mocą lasera.
6. Znaczenie procesu pozycji ostrości w ręcznym spawaniu laserowym
Wyroby laserowe ręczne stawiają wysokie wymagania dotyczące stabilności pracy i tolerancji procesu.
Poprawa stabilności spawania i zmniejszenie wpływu ruchu operatora
Równoważenie głębokości penetracji i tworzenia szwu spawania
Zmniejszenie występowania rozpraszania i wad spawania
Zwiększenie zdolności adaptacyjnej w skomplikowanych warunkach spawania
Dostosowanie pozycji ostrości jest zazwyczaj osiągane poprzez kontrolę wysokości pochodni lub regulację systemu ostrości i jest kluczowym krokiem w optymalizacji procesu spawania laserowego.