Настройката на заваръчните параметри за машини за лазерно заваряване влияе пряко върху качеството на заваряване и трябва да се работи стъпка по стъпка в комбинация с изискванията за заваряване и характеристиките на оборудването. Следното описва процеса на настройка на параметрите от пет измерения: подготвителна работа, основни параметри, спомагателни параметри, тестово заваряване и настройка и предпазни мерки.
1. Подготвителна работа преди настройка на параметри
Преди да започнете да задавате параметрите на машината за лазерно заваряване, трябва да се извършат основните подготвителни работи, за да се постави основата за последваща настройка на параметрите. Първо, необходимо е да се изяснят изискванията за заваряване, включително вида и дебелината на материалите, които ще се заваряват, както и изискванията за качество след заваряване, като например дали е необходимо да се осигури здравина, плоскост или плътност на заваръчния шев.
Второ, необходимо е да се провери състоянието на машината за лазерно заваряване, за да се гарантира, че всички компоненти на оборудването работят нормално и няма необичайни повреди в лазерния генератор, оптичната система, механизма за движение и т.н. В същото време подгответе спомагателните инструменти, необходими за заваряване, като приспособления и устройства със защитен газ, за да сте сигурни, че детайлът може да бъде стабилно фиксиран по време на процеса на заваряване и че защитен газ може да бъде доставен в своевременно.
2. Настройка на параметрите за заваряване на сърцевината
Параметрите на заваряване на сърцевината са ключът към определяне на заваръчния ефект и те трябва да бъдат точно регулирани според изискванията за заваряване. Те включват основно три елемента: мощност на лазера, скорост на заваряване и позиция на фокуса.
Настройката на мощността на лазера трябва да се основава на характеристиките на материала и дебелината. Различните материали имат различна абсорбционна способност за лазер; например разликата в абсорбцията между метални материали и не-метални материали е относително голяма. Дори за същия тип метален материал е необходима по-висока мощност на лазера, за да се осигури проникването на заваръчния шев, когато дебелината се увеличи. Когато настройвате, започнете с по-ниска мощност и постепенно я регулирайте до диапазон на мощност, който може да образува непрекъсната и равномерна заварка.
Избягвайте прогаряне на материала, причинено от прекалено висока мощност или недостатъчна здравина на заваряване, причинена от прекалено ниска мощност.
Регулирането на скоростта на заваряване трябва да съответства на мощността на лазера. Прекалено бързата скорост ще доведе до кратко време, за което лазерът ще действа върху материала, а заваръчният шев може да има проблеми като непълно сливане и прекъсване; твърде ниската скорост ще причини прекомерно локално нагряване на материала, което е склонно към деформация, изгаряне и други проблеми. По време на настройката, въз основа на определената мощност на лазера, регулирайте скоростта на заваряване, за да направите заваръчната повърхност гладка и без дефекти, като същевременно гарантирате ефективност на заваряване.
Определянето на позицията на фокуса оказва значително влияние върху качеството на заваряване. Различните позиции на фокуса водят до различни енергийни плътности на лазера върху повърхността на детайла. Обикновено, в зависимост от дебелината на материала и метода на заваряване, регулирайте относителната позиция между фокуса и повърхността на детайла, за да концентрирате лазерната енергия в зоната, която трябва да бъде заварена, така че да се получи най-доброто образуване и здравина на заваръчния шев. Подходящата позиция на фокусиране може да се определи чрез тестово заваряване и наблюдение на ефекта на заваряване при различни позиции на фокусиране.
3. Настройка на спомагателни параметри на заваряване
В допълнение към основните параметри, разумната настройка на спомагателните параметри на заваряване също може да подобри качеството на заваряване, което включва главно параметри на защитния газ и импулсни параметри (за импулсни машини за лазерно заваряване).
Настройката на параметрите на защитния газ трябва да вземе предвид вида на газа и скоростта на газовия поток. Обичайните защитни газове включват аргон, азот и др. Различните газове имат различни защитни ефекти и приложими материали, така че е необходимо да изберете подходящ защитен газ според заваръчния материал. Прекалено големият дебит на газа може да причини турбулентност на заваръчната повърхност и да повлияе на качеството на заваряване; прекалено малкият дебит на газа не може ефективно да изолира въздуха, което води до окисление на заваръчния шев. Дебитът на газовия поток трябва да се регулира според средата на заваряване и размера на детайла, за да се осигури образуването на стабилен защитен газов слой в зоната на заваряване.
За импулсните машини за лазерно заваряване настройката на импулсните параметри е от решаващо значение, включително ширина на импулса и честота на импулса. Ширината на импулса определя времето, през което един лазерен импулс действа върху детайла, а честотата на импулса определя броя на импулсите за единица време. Прекалено късата ширина на импулса може да доведе до недостатъчно топене на материала, докато прекалено дългата ширина на импулса вероятно ще причини прегряване на материала; прекалено високата импулсна честота може да доведе до прекомерно припокриване на заваръчния шев и да повлияе на външния вид, докато прекалено ниската импулсна честота ще намали ефективността на заваряване. Необходимо е цялостно регулиране на ширината на импулса и честотата на импулса според дебелината на заваръчния материал и изискванията за заваряване, за да се постигне идеален заваръчен ефект.
4. Пробно заваряване и настройка на параметрите
След завършване на първоначалната настройка на параметрите трябва да се извърши пробно заваряване и параметрите трябва да се коригират според резултатите от пробното заваряване, за да се гарантира, че качеството на заваряване отговаря на изискванията. Първо изберете тестово парче със същия материал и дебелина като действителния детайл за заваряване и извършете пробно заваряване според зададените параметри. След като тестовото заваряване приключи, проверете заваръчния шев, включително проверка на външния вид и тестване на ефективността. При проверката на външния вид се наблюдава главно дали заваръчният шев е непрекъснат и плосък и дали има дефекти като въздушни отвори, пукнатини и подрязвания; тестването на ефективността може да открие якостта и издръжливостта на заваръчния шев чрез тестове за опън, тестове за огъване и други методи.
Настройте параметрите целенасочено според резултатите от инспекцията на пробното заваряване. Ако има проблем с непълно топене в заваръчния шев, мощността на лазера може да бъде увеличена по подходящ начин или скоростта на заваряване може да бъде намалена; ако заваръчният шев е прогорял, мощността на лазера трябва да се намали или скоростта на заваряване да се увеличи; ако окисляването на заваръчния шев е сериозно, скоростта на потока на защитния газ трябва да се регулира или устройството за защитен газ трябва да се провери за нормална работа; ако образуването на заваръчен шев при импулсно лазерно заваряване не е добро, ширината на импулса или честотата на импулса могат да се регулират. След множество кръгове на пробно заваряване и настройка на параметрите може да се получи заваръчен шев, който отговаря на изискванията за качество.
5. Предпазни мерки след настройка на параметри
След като настройката на параметрите е завършена и качеството на заваряване е потвърдено като квалифицирано, все още трябва да се обърне внимание на предпазните мерки, за да се гарантира безопасността на операторите и оборудването. Операторите трябва да носят професионална защитна екипировка, като лазерни защитни очила, за да избегнат лазерно увреждане на очите; носете защитни ръкавици и защитно облекло, за да предотвратите изгаряне на кожата от пръски при висока-температура, генерирани по време на процеса на заваряване. В същото време е необходимо да се поддържа добра вентилация в работната зона на заваряване и своевременно да се отделят вредните газове, генерирани по време на процеса на заваряване, за да се предотврати вдишването им от операторите.
Освен това е необходимо редовно да се проверява дали настройките на параметрите на машината за лазерно заваряване са стабилни, за да се избегне отклонение на параметрите, причинено от повреда на оборудването или външна намеса. По време на работа на оборудването, ако бъдат установени необичайни условия, като внезапни промени в интензитета на лазера, необичаен шум от оборудването и т.н., заваръчната операция трябва да бъде спряна незабавно. Оборудването може да се използва отново само след проверка на оборудването и отстраняване на неизправностите.
--Rayther Laser Jack Sun--