Soldagem a laser é uma tecnologia que utiliza um feixe de laser para fundir e unir materiais. Apresenta as vantagens de alta densidade de energia, concentração local e pequeno impacto térmico. No entanto, diferentes materiais exibem diferentes soldabilidade durante a soldagem a laser, o que está intimamente relacionado a muitos fatores. Os seguintes são vários fatores principais:
I. Parâmetros do Laser
1. Potência do laser: Se a potência do laser for muito baixa, o material não consegue receber energia suficiente para fundir, resultando em formação incompleta da solda. A potência excessiva do laser pode levar à super-fusão, uma zona afetada pelo calor excessivamente grande, a formação de poros e rachaduras, e afetar a qualidade da soldagem.
2. Diâmetro focal: O tamanho do ponto focal pode controlar a concentração e dispersão da energia do laser, afetando assim a profundidade da soldagem e a qualidade da solda. Quanto maior o foco, maior a zona afetada pelo calor e mais rasa a solda a laser. Quanto menor o foco, mais concentrada a energia do laser e mais profunda a solda.
3. Velocidade de varredura: Se a velocidade de varredura for muito rápida, a energia do laser não pode ser totalmente focada, resultando em soldas incompletas. Se a velocidade de varredura for muito lenta, pode causar fusão excessiva e uma zona afetada pelo calor excessivamente grande, o que afetará a qualidade da soldagem.
4. Modo do feixe de laser: Diferentes modos de feixe de laser têm um impacto no efeito da soldagem. Por exemplo, o feixe de laser no modo Gaussiano tem alta densidade de energia e bom desempenho de foco, tornando-o adequado para soldar componentes pequenos. Os feixes de laser em modo topológico são adequados para soldar grandes áreas.
II. Propriedades do Material
Um ponto adicional: O ponto de fusão do material é um dos fatores importantes que afetam a soldagem a laser. Baixa potência do laser é usada quando o ponto de fusão é alto, e alta potência do laser é usada quando o ponto de fusão é alto. Isso pode alcançar uma velocidade e eficiência de soldagem mais altas.
2. Condutividade térmica: Materiais com alta condutividade térmica podem conduzir calor para o ambiente mais rapidamente, reduzindo assim a zona afetada pelo calor, minimizando a deformação e o impacto térmico. Pelo contrário, materiais com baixa condutividade térmica causarão acúmulo de calor durante a soldagem, aumentando a zona afetada pelo calor.
3. Coeficiente de expansão térmica: Diferentes materiais têm diferentes coeficientes de expansão térmica, o que pode afetar as mudanças dimensionais e a geração de tensão durante o processo de soldagem.
4. Espessura do material: A espessura do material afeta a profundidade de penetração e a distribuição térmica da energia do laser. Materiais mais finos são mais facilmente penetrados por lasers, resultando em soldas mais estreitas, enquanto materiais mais espessos exigem lasers de maior potência.
5. Refletividade: Ao soldar materiais com alta refletividade, medidas adicionais precisam ser tomadas, como o uso de revestimentos absorventes apropriados ou o ajuste dos parâmetros do laser para garantir a absorção e utilização da energia do laser.
III. Controle do Processo de Soldagem
1. Velocidade de soldagem: Se a velocidade de soldagem for muito rápida, pode resultar em má qualidade da solda, formato irregular da solda e um aumento nos defeitos de soldagem. Se a velocidade de soldagem for muito lenta, pode causar fusão excessiva, superaquecimento na borda da solda, expansão da zona afetada pelo calor e levar a problemas como deformação da soldagem e rachaduras.
2. Ajuste da potência de soldagem: Uma potência de laser apropriada pode garantir a formação e estabilidade da poça de fusão, mas tanto a potência excessivamente alta quanto a baixa podem levar a uma queda na qualidade da soldagem.
3. Controle da posição do feixe de laser: É muito importante garantir que o feixe de laser esteja posicionado com precisão dentro da área alvo da junta de soldagem. O posicionamento incorreto do feixe de laser pode levar a juntas de soldagem incompletas ou soldagem na posição errada.
4. Taxa de fluxo do gás de proteção: O controle da taxa de fluxo do gás de proteção é de grande importância para reduzir as reações de oxidação e prevenir a porosidade.
5. Monitoramento do processo de soldagem: O monitoramento e o feedback em tempo real durante o processo de soldagem podem ajudar os operadores a identificar prontamente possíveis problemas e fazer os ajustes correspondentes.
IV. Condições Ambientais
1. Temperatura e umidade: A temperatura ambiente mais alta pode fazer com que a temperatura ao redor do material aumente, aumentar o efeito de difusão térmica, expandir a zona afetada pelo calor durante o processo de soldagem a laser e levar à deformação do material circundante. Um ambiente de alta umidade aumentará o grau de oxidação na área de soldagem, reduzirá a taxa de absorção do laser e tornará a soldagem a laser mais difícil.
2. Limpeza ambiental: Durante o processo de soldagem, contaminantes como poeira e impurezas no ambiente podem afetar a transmissão do feixe de laser e a qualidade da soldagem. Os contaminantes podem causar a dispersão, absorção e reflexão da energia do laser, afetando os resultados da soldagem. Portanto, é muito importante manter a área de soldagem limpa e arrumada.