I. Основен принцип на заваряване: Преобразуване на енергия и топене на материали
Етап на топлинна проводимост: При ниска мощност или къса експозиция топлината прехвърля през материала чрез проводимост, причинявайки омекотяване на повърхността.
Етап на топене: Достатъчната енергия създава разтопен басейн чрез местно разтопяване на материали.
Етап на изпаряване(В заваряване на ключодържатели): Високата плътност на мощността изпарява материала, образувайки "ключодържател", който позволява на лазера да проникне дълбоко, създавайки заварка с високо съотношение дълбочина и ширина.
II. Ключови компоненти и техните функции
Лазерен генератор: Произвежда високоенергийни лазерни лъчи, определяйки мощността (напр. 100 W-10 kW) и дължина на вълната (напр. 1064 nm за лазери от влакна, 10,6 μm за съвместни лазери).
Оптична система: Включва обективи, огледала и скенери Galvo, за да съсредоточат позицията/формата на гредата и контролното петно, влияещи върху точността и ефективността на заваряването.
Система за движение: Състои се от серво двигатели и ръководства за преместване на детайла или лазерната глава, което позволява контрол на траекторията (линейна, криволинейна, 3D заваряване).
Охладителна система: Водата или въздушното охлаждане предотвратява прегряване на лазерния генератор и оптични компоненти, осигурявайки стабилна работа.
Система за управление: Интегрираният софтуер (напр. PLC, специализиран софтуер за заваряване) задава параметри (мощност, скорост, импулсна честота) и следи процеса.
Защитна газова система: Доставя инертни газове (аргон, азот) или реактивни газове (Co₂), за да предпази разтопения басейн от окисляване и подобряване на качеството на заваряването.
Iii. Основни режими на заваряване и характеристики
Ниска плътност на мощността (<10⁵ W/cm²) allows heat to transfer through conduction, forming a shallow, wide molten pool. Ideal for thin materials (<1 mm), it yields smooth welds with minimal deformation, suitable for electronics and precision parts.
High power density (>10⁵ w/cm²) изпарява материала, за да създаде "ключодържател", оставяйки лазера да проникне дълбоко. Ключовият отвор се движи с лазера, а разтопеният басейн се втвърдява в заварка с дълбоки кавци. Това отговаря на дебели материали (1–20 мм), като автомобилни тела и аерокосмически компоненти, с бърза скорост и съотношение дълбочина към ширината до 10: 1.
IV. Критични параметри на заваряване
Лазерна мощност: Определя въвеждането на енергия. По -високата мощност позволява по -дълбоко проникване за дебели материали, докато недостатъчната мощност причинява непълни заварки.
Скорост на заваряване: Трябва да съответства на мощността. Прекомерната скорост води до непълно сливане и твърде бавна скорост разширява зоната, засегната от топлина и причинява деформация.
Диаметър на петна: Засяга енергийната плътност. По -малките петна концентрират енергия за фино заваряване.
Импулсна честота и ширина(За импулсни лазери): Контролирайте вложената на топлина, за да се сведе до минимум топлинната деформация в тънки или чувствителни към топлина материали.
Дефокус разстояние: Разстоянието между лазерния фокус и повърхността на детайла. Положителният дефокус (фокус над повърхността) подхожда на повърхностното заваряване, докато отрицателният дефокус (фокус вътре в материала) е за дълбоко проникване.
V. Материална адаптивност и приложения
Подходящи материали:
Метали: неръждаема стомана, въглеродна стомана, алуминиева сплав, мед, титанова сплав, никелова сплав и различни материали (например меден алуминий).
Неметали: определени пластмаси и керамика (със специализирано оборудване).
Типични приложения:
Производство: Автомобилни части (тяло, калъфи за батерии), електроника (платки, конектори), аерокосмическо пространство (компоненти на двигателя).
Медицински: Прецизно заваряване на катетри и имплантируеми устройства.
Нова енергия: заваряване на раздели на литиеви батерии и фотоволтаични модули.
Vi. Предимства и ограничения на лазерното заваряване
Предимства:
Концентрираната енергия позволява високоскоростно заваряване и минимални засегнати от топлина зони, намаляваща деформация.
Безконтактната обработка избягва механичните увреждания на детайлите, подходящи за труднодостъпни зони.
Висока точност и постоянно качество на заваряването, идеално за масово производство.
Широка адаптивност на материала, включително различни материали.
Ограничения:
Висока първоначална цена на оборудването, което го прави по-малко подходящ за производство на малки партиди.
Строги изисквания за приспособяване на детайла и чистота на повърхността.
Сложна поддръжка за оптични системи и лазерни генератори.
-------------------
Райдър