Lazer kaynaklazer ışını kullanarak malzemeleri eritip birleştiren bir teknolojidir. Yüksek enerji yoğunluğu, yerel konsantrasyon ve küçük termal etki avantajlarına sahiptir. Ancak, farklı malzemeler lazer kaynağı sırasında farklı kaynaklanabilirlik gösterir ve bu durum birçok faktörle yakından ilişkilidir. Aşağıda birkaç ana faktör bulunmaktadır:
I. Lazer Parametreleri
1. Lazer gücü: Lazer gücü çok düşükse, malzeme erimek için yeterli enerjiyi alamaz ve bu da eksik kaynak oluşumuna neden olur. Aşırı lazer gücü ise aşırı erimeye, aşırı büyük bir ısıdan etkilenen bölgeye, gözenek ve çatlak oluşumuna yol açabilir ve kaynak kalitesini etkiler.
2. Odak çapı: Odak noktasının boyutu, lazer enerjisinin konsantrasyonunu ve dağılımını kontrol edebilir, böylece kaynak derinliğini ve kaynak kalitesini etkiler. Odak ne kadar büyükse, ısıdan etkilenen bölge o kadar büyük olur ve lazer kaynak dikişi o kadar sığ olur. Odak ne kadar küçükse, lazer enerjisi o kadar yoğunlaşır ve kaynak dikişi o kadar derin olur.
3. Tarama hızı: Tarama hızı çok hızlıysa, lazer enerjisi tam olarak odaklanamaz ve bu da eksik kaynak dikişlerine neden olur. Tarama hızı çok yavaşsa, aşırı erimeye ve aşırı büyük bir ısıdan etkilenen bölgeye neden olabilir, bu da kaynak kalitesini etkiler.
4. Lazer ışını modu: Farklı lazer ışını modları, kaynak etkisi üzerinde bir etkiye sahiptir. Örneğin, Gauss modundaki lazer ışını, yüksek enerji yoğunluğuna ve iyi odaklama performansına sahiptir, bu da onu küçük bileşenlerin kaynağı için uygun hale getirir. Topolojik mod lazer ışınları ise geniş alanların kaynağı için uygundur.
II. Malzeme Özellikleri
Ek bir nokta: Malzemenin erime noktası, lazer kaynağını etkileyen önemli faktörlerden biridir. Erime noktası yüksek olduğunda düşük lazer gücü kullanılırken, erime noktası yüksek olduğunda yüksek lazer gücü kullanılır. Bu, daha yüksek bir kaynak hızı ve verimliliği sağlayabilir.
2. Isıl iletkenlik: Yüksek ısıl iletkenliğe sahip malzemeler, ısıyı daha hızlı bir şekilde çevreye iletebilir, böylece ısıdan etkilenen bölgeyi azaltır, deformasyonu ve ısı etkisini en aza indirir. Aksine, düşük ısıl iletkenliğe sahip malzemeler, kaynak sırasında ısı birikmesine neden olarak ısıdan etkilenen bölgeyi artırır.
3. Isıl genleşme katsayısı: Farklı malzemeler, kaynak işlemi sırasında boyutsal değişiklikleri ve gerilim oluşumunu etkileyebilen farklı ısıl genleşme katsayılarına sahiptir.
4. Malzeme kalınlığı: Malzemenin kalınlığı, lazer enerjisinin nüfuz etme derinliğini ve termal dağılımını etkiler. Daha ince malzemeler lazerler tarafından daha kolay nüfuz eder ve daha dar kaynak dikişleri oluştururken, daha kalın malzemeler daha yüksek güçte lazerler gerektirir.
5. Yansıtma: Yüksek yansıtma özelliğine sahip malzemelerin kaynağı sırasında, uygun emici kaplamalar kullanmak veya lazer parametrelerini ayarlamak gibi lazer enerjisinin emilimini ve kullanımını sağlamak için ek önlemler alınması gerekir.
III. Kaynak İşlemi Kontrolü
1. Kaynak hızı: Kaynak hızı çok hızlıysa, zayıf kaynak kalitesi, düzensiz kaynak şekli ve kaynak kusurlarında artış olabilir. Kaynak hızı çok yavaşsa, aşırı erimeye, kaynak dikişinin kenarında aşırı ısınmaya, ısıdan etkilenen bölgenin genişlemesine ve kaynak deformasyonu ve çatlaklar gibi sorunlara yol açabilir.
2. Kaynak gücü ayarı: Uygun bir lazer gücü, erimiş havuzun oluşumunu ve kararlılığını sağlayabilir, ancak hem aşırı yüksek hem de düşük güç, kaynak kalitesinde düşüşe yol açabilir.
3. Lazer ışını konumu kontrolü: Lazer ışınının kaynak bağlantısının hedef alanına doğru bir şekilde konumlandırıldığından emin olmak çok önemlidir. Lazer ışınının yanlış konumlandırılması, eksik kaynak bağlantılarına veya yanlış konumda kaynak yapılmasına yol açabilir.
4. Koruyucu gaz akış hızı: Koruyucu gaz akış hızının kontrolü, oksidasyon reaksiyonlarını azaltmak ve gözenekliliği önlemek için büyük önem taşır.
5. Kaynak işlemi izleme: Kaynak işlemi sırasında izleme ve gerçek zamanlı geri bildirim, operatörlerin potansiyel sorunları derhal belirlemesine ve buna göre ayarlamalar yapmasına yardımcı olabilir.
IV. Çevresel Koşullar
1. Sıcaklık ve nem: Daha yüksek ortam sıcaklığı, malzemenin etrafındaki sıcaklığın yükselmesine, termal difüzyon etkisini artırmasına, lazer kaynak işlemi sırasında ısıdan etkilenen bölgeyi genişletmesine ve çevredeki malzemenin deformasyonuna neden olabilir. Yüksek nemli bir ortam, kaynak alanındaki oksidasyon derecesini artıracak, lazerin emilim oranını azaltacak ve lazer kaynağını daha zor hale getirecektir.
2. Çevresel temizlik: Kaynak işlemi sırasında, çevredeki toz ve yabancı maddeler gibi kirleticiler, lazer ışınının iletimini ve kaynak kalitesini etkileyebilir. Kirleticiler, lazer enerjisinin saçılmasına, emilimine ve yansımasına neden olarak kaynak sonuçlarını etkileyebilir. Bu nedenle, kaynak alanını temiz ve düzenli tutmak çok önemlidir.