¿Qué parámetros de proceso de soldadura por láser tienen un impacto en la calidad de la soldadura?

Con el desarrollo continuo de la tecnología láser, la tecnología de soldadura por láser se está actualizando y actualizando constantemente en tecnología tradicional, haciendoMáquinas de soldadura por láserPoco a poco juega una mejor ventaja. En el proceso de soldadura por láser, si tiene una comprensión de Ir de las leyes cambiantes de algunos parámetros de proceso, puede ajustar los parámetros de acuerdo con los diferentes requisitos, y luego obtener una mejor calidad de soldadura controlando los parámetros del proceso. Se puede ver que los parámetros del proceso tienen una gran influencia en la calidad de la soldadura con láser. Vamos a analizar el láser de leapión a continuación. ¿Qué parámetros de proceso específicos afectarán la calidad de la soldadura?

Los principales parámetros del proceso de la soldadura por penetración profunda láser son los siguientes:

1. Potencia láser

1) Hay un umbral de densidad de energía con láser en la soldadura por láser. Debajo de este valor, la profundidad de penetración es muy superficial. Una vez que se alcanza o supera este valor, la profundidad de penetración se incrementará en gran medida.

2) Solo cuando la densidad de potencia láser en la pieza de trabajo excede el umbral (relacionado con el material), se generará el plasma, que marca el progreso de la soldadura por penetración profunda estable.

3) Si la potencia láser es más baja que este umbral, solo la superficie de la pieza de trabajo se derretirá, es decir, la soldadura se realizará en un tipo de conductividad térmica estable. Cuando la densidad de potencia láser está cerca de la condición crítica para la formación de orificios pequeños, la soldadura por penetración profunda y la soldadura de conducción alterna Enviar y se convierten en un proceso de soldadura inestable, lo que resulta en grandes fluctuaciones en la penetración.

4) Durante la soldadura por penetración profunda con láser, la potencia láser controla la profundidad de penetración y la velocidad de soldadura al mismo tiempo. La penetración de soldadura está directamente relacionada con la densidad de la potencia del haz, y es una función de la potencia del haz de incidentes y el punto focal de la viga.

5) En términos generales, para un haz láser con un cierto diámetro, la profundidad de penetración aumenta a medida que aumenta la potencia del haz.

2. Punto focal de haz

El tamaño del punto de vista es una de las variables más importantes en la soldadura con láser, ya que determina la densidad de potencia.

El tamaño de punto limitado de difracción del enfoque de la viga se puede calcular de acuerdo con la teoría de la difracción de la luz, pero debido a la aberración de la lente de enfoque, el lugar real es mayor que el valor calculado. El método de medición real más simple es el método de perfil isotérmico, que es medir el mancha focal y el diámetro de la perforación después de chamuscar papel grueso y penetrar en la placa de polipropileno. Este método debe practicarse mediante la medición para dominar el tamaño de la potencia láser y el momento de la acción del haz.

3. Valor de absorción del material.

La absorción de la luz láser por un material depende de algunas propiedades importantes del material, como la absorción, la reflectividad, la conductividad térmica, la temperatura de fusión, la temperatura de evaporación, etc. Los más importantes de los cuales es la absorción.

Los factores que afectan la tasa de absorción del material del haz láser incluyen dos aspectos:

1) La primera es la resistividad del material. Después de medir la absorción de la superficie pulida del material, se encuentra que la absorción del material es proporcional a la raíz cuadrada de la resistividad, y la resistividad cambia con la temperatura;

2) En segundo lugar, el estado de la superficie (o acabado) del material tiene una influencia más importante en la tasa de absorción de haz, que tiene un efecto significativo en el efecto de soldadura.

4. Velocidad de soldadura

La velocidad de soldadura tiene una gran influencia en la profundidad de penetración. Aumentar la velocidad hará que la penetración sea menos profunda, pero si la velocidad es demasiado baja, causará una fusión excesiva del material y la penetración de la soldadura de la pieza de trabajo. Por lo tanto, hay un rango de velocidad de soldadura adecuado para una cierta potencia láser y un cierto espesor de un determinado material, y la profundidad máxima de penetración se puede obtener en el valor de velocidad correspondiente.

5. Gas de blindaje

1) En el proceso de soldadura por láser, el gas inerte se usa a menudo para proteger la piscina fundida. Cuando se sueldan algunos materiales, la oxidación de la superficie también se puede ignorar. Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones, helio, AR Ir N, nitrógeno y otros gases se usan a menudo para la protección. La pieza de trabajo está protegida de la oxidación durante el proceso de soldadura.

2) La segunda función de usar gas protector es para proteger la lente de enfoque de la contaminación del vapor de metal y la pulverización de gotas de líquido. Especialmente en la soldadura por láser de alta potencia, porque la eyección se vuelve muy poderosa, es más necesario proteger la lente en este momento.

3) La tercera función del gas de blindaje es disipar el blindaje de plasma producido por la soldadura por láser de alta potencia. El vapor metálico absorbe el rayo láser y se ioniza en una nube de plasma, y ​​el gas de protección que rodea el vapor de metal también se ioniza por calentamiento. Si hay demasiado plasma, el plasma se consume el rayo láser en cierta medida. El plasma existe como el segundo tipo de energía en la superficie de trabajo, lo que hace que la profundidad de penetración se vuelva más baja y la superficie de la piscina de soldadura se vuelve más ancha. Aumente la tasa de recombinación de electrones aumentando la colisión de tres cuerpos de los electrones con iones y átomos neutros para reducir la densidad de electrones en el plasma. El encendedor el átomo neutro, mayor será la frecuencia de colisión, y cuanto mayor sea la tasa de recombinación. Por otro lado, solo el gas de protección con alta energía de ionización no aumentará la densidad de electrones debido a la ionización del propio gas.

6. Longitud focal de lentes

Cuando se suelda, se usa un método de enfoque generalmente para converger el láser, y generalmente se usa una lente con una longitud focal de 63 ~ 254 mm (2.5 \”~ 10 \”). El tamaño focal del punto focal es proporcional a la longitud focal, más corta la longitud focal, menor será el lugar. Sin embargo, la longitud focal también afecta la profundidad focal, es decir, la profundidad focal aumenta síncronamente con la longitud focal, por lo que una longitud focal corta puede aumentar la densidad de potencia, pero debido a que la profundidad focal es pequeña, la distancia entre la lente y la distancia entre la lente La pieza de trabajo debe ser accua Enviar Y mantenido, y la profundidad de penetración no es grande. Debido a la influencia de la salpicadura y el modo láser durante el proceso de soldadura, la profundidad focal más corta utilizada en la soldadura real es principalmente de 126 mm (5 \”).
Cuando la costura es grande o el tamaño del punto debe aumentarse para aumentar la costura de la soldadura, puede elegir una lente con una longitud focal de 254 mm (10 \”). En este caso, para lograr el efecto de ornece de penetración profunda, Se requiere una potencia de salida láser más alta (densidad de potencia).

7. Posición de enfoque

Cuando la soldadura, para mantener la densidad de potencia suficiente, la posición focal es muy importante. El cambio de la posición relativa del enfoque y la superficie de la pieza de trabajo afecta directamente el ancho y la profundidad de la soldadura.

En la mayoría de las aplicaciones de soldadura por láser, el punto focal generalmente se establece en aproximadamente aproximadamente Enviar y 1/4 de la profundidad de penetración requerida debajo de la superficie de la pieza de trabajo.

8. Posición del rayo láser

Al realizar la soldadura por láser en diferentes materiales, la posición del haz láser controla la calidad final de la soldadura, especialmente el caso de las uniones de tope es más sensible que el caso de las juntas de vuelta. Por ejemplo, cuando un engranaje de acero endurecido se soldura a un tambor de acero de bajo contenido de carbono, el control correcto de la posición del haz láser ayudará a producir una soldadura compuesta principalmente de componentes de bajo carbono, lo que tiene una mejor resistencia a las grietas.
En algunas aplicaciones, la geometría de la pieza de trabajo soldada requiere que el haz láser sea desviado por un ángulo. Cuando el ángulo de desviación entre el eje del haz y el plano de la junta se encuentran a 100 grados, la absorción de la pieza de la pieza de la energía del láser no se verá afectada.

9. Control de poder

En la soldadura por penetración profunda láser, sin importar la profundidad de la soldadura, siempre existe el fenómeno del orificio. Cuando se termina el proceso de soldadura y el interruptor de encendido está apagado, aparecerán pozos al final de la soldadura. Además, cuando la capa de soldadura por láser cubre la soldadura original, se producirá una absorción excesiva del rayo láser, lo que provocará que la soldadura sobrecaliente o producir poros.

Para evitar la aparición del fenómeno anterior, se pueden programar los puntos de inicio y los puntos de finalización para que el inicio de la energía y el tiempo final se ajusten, es decir, la alimentación de inicio se eleva electrónicamente de cero al valor de alimentación establecido en un período corto del tiempo, y la soldadura se ajusta. Tiempo, y finalmente la potencia se reduce gradualmente de la potencia establecida a cero cuando se termina la soldadura.

 

Debido a la interacción de los 9 parámetros de proceso anteriores, ha formado un impacto en la calidad de la soldadura con láser. Al usar elMáquina de soldadura por láser, debemos establecer los parámetros del proceso razonablemente para lograr la calidad y efecto de soldadura perfecta. Para preguntas más profesionales, póngase en contacto con el láser de salto.