Лазерная сварка - это технология, использующая лазерный луч для плавления и соединения материалов. Она обладает преимуществами высокой плотности энергии, локальной концентрации и малого теплового воздействия. Однако разные материалы демонстрируют различную свариваемость при лазерной сварке, что тесно связано со многими факторами. Ниже приведены несколько основных факторов:
I. Параметры лазера
1. Мощность лазера: Если мощность лазера слишком низкая, материал не сможет получить достаточную энергию для плавления, что приведет к неполному формированию сварного шва. Чрезмерная мощность лазера может привести к переплавлению, слишком большой зоне термического влияния, образованию пор и трещин, что повлияет на качество сварки.
2. Диаметр фокуса: Размер фокусного пятна может контролировать концентрацию и рассеивание лазерной энергии, тем самым влияя на глубину сварки и качество сварного шва. Чем больше фокус, тем больше зона термического влияния и мельче лазерный сварной шов. Чем меньше фокус, тем более концентрирована лазерная энергия и глубже сварной шов.
3. Скорость сканирования: Если скорость сканирования слишком высока, лазерная энергия не может быть полностью сфокусирована, что приводит к неполным сварным швам. Если скорость сканирования слишком низкая, это может вызвать чрезмерное плавление и слишком большую зону термического влияния, что повлияет на качество сварки.
4. Режим лазерного луча: Различные режимы лазерного луча оказывают влияние на эффект сварки. Например, лазерный луч в гауссовом режиме имеет высокую плотность энергии и хорошие характеристики фокусировки, что делает его подходящим для сварки небольших компонентов. Лазерные лучи топологического режима подходят для сварки больших площадей.
II. Свойства материалов
Дополнительный момент: Температура плавления материала является одним из важных факторов, влияющих на лазерную сварку. Низкая мощность лазера используется, когда температура плавления высокая, и высокая мощность лазера используется, когда температура плавления высокая. Это позволяет достичь более высокой скорости и эффективности сварки.
2. Теплопроводность: Материалы с высокой теплопроводностью могут быстрее отводить тепло в окружающую среду, тем самым уменьшая зону термического влияния, минимизируя деформацию и тепловое воздействие. Напротив, материалы с низкой теплопроводностью вызовут накопление тепла во время сварки, увеличивая зону термического влияния.
3. Коэффициент теплового расширения: Разные материалы имеют разные коэффициенты теплового расширения, что может влиять на изменения размеров и возникновение напряжений в процессе сварки.
4. Толщина материала: Толщина материала влияет на глубину проплавления и тепловое распределение лазерной энергии. Более тонкие материалы легче проплавляются лазерами, что приводит к более узким сварным швам, в то время как более толстые материалы требуют лазеров большей мощности.
5. Отражательная способность: При сварке материалов с высокой отражательной способностью необходимо принимать дополнительные меры, такие как использование соответствующих абсорбирующих покрытий или регулировка параметров лазера, чтобы обеспечить поглощение и использование лазерной энергии.
III. Контроль процесса сварки
1. Скорость сварки: Если скорость сварки слишком высока, это может привести к плохому качеству сварки, неровной форме сварного шва и увеличению дефектов сварки. Если скорость сварки слишком низкая, это может вызвать чрезмерное плавление, перегрев по краю сварного шва, расширение зоны термического влияния и привести к таким проблемам, как деформация сварки и трещины.
2. Регулировка мощности сварки: Подходящая мощность лазера может обеспечить формирование и стабильность сварочной ванны, но как чрезмерно высокая, так и низкая мощность могут привести к снижению качества сварки.
3. Контроль положения лазерного луча: Очень важно обеспечить точное позиционирование лазерного луча в целевой области сварного соединения. Неправильное позиционирование лазерного луча может привести к неполным сварным соединениям или сварке в неправильном положении.
4. Расход защитного газа: Контроль расхода защитного газа имеет большое значение для уменьшения реакций окисления и предотвращения пористости.
5. Мониторинг процесса сварки: Мониторинг и обратная связь в реальном времени во время процесса сварки могут помочь операторам оперативно выявлять потенциальные проблемы и вносить соответствующие корректировки.
IV. Условия окружающей среды
1. Температура и влажность: Более высокая температура окружающей среды может привести к повышению температуры вокруг материала, усилить эффект тепловой диффузии, расширить зону термического влияния в процессе лазерной сварки и привести к деформации окружающего материала. Высокая влажность окружающей среды увеличит степень окисления в зоне сварки, снизит скорость поглощения лазера и усложнит лазерную сварку.
2. Чистота окружающей среды: Во время процесса сварки загрязнения, такие как пыль и примеси в окружающей среде, могут влиять на передачу лазерного луча и качество сварки. Загрязняющие вещества могут вызывать рассеяние, поглощение и отражение лазерной энергии, влияя на результаты сварки. Поэтому очень важно поддерживать чистоту и порядок в зоне сварки.