Das tiefe eindringungsschweißen vonLaserschweißmaschineNormalerweise verwendet der faser kontinuierliche Laserstrahl, um die Verbindung von Materialien abzuschließen. Der metallurgische physikalische Prozess ist dem Elektronenstrahlschweißen sehr ähnlich, dh der Energieumwandlungsmechanismus wird durch die Struktur \"Keyhole \" abgeschlossen. Unter ausreichend hoher Leistungsdichte-Laserbestrahlung verdampft das Material und bildet kleine Löcher. Dieses dampfgefüllte Loch ist wie ein schwarzer Körper, der fast alle einfallenden Strahlenergie absorbiert.
Die Gleichgewichtstemperatur im Hohlraum erreicht ungefähr 2500 ° C. Wärme wird von der Außenwand des Hochtemperaturhohlraums übertragen, um das Metall um den Hohlraum zu schmelzen. Die kleinen Löcher sind mit Hochtemperaturdampf gefüllt, der durch kontinuierliches Verdampfen des Wandmaterials unter der Bestrahlung des Strahlungsstrahls erzeugt wird. Die vier Wände des kleinen Lochs sind von geschmolzenem Metall umgeben, und das flüssige Metall ist von festen Materialien umgeben (in den meisten herkömmlichen Schweißprozessen und Laserleitungsschweißen wird zunächst Energie auf der Oberfläche des Werkstücks abgeschieden und anschließend auf seine Oberfläche übertragen) .
Der Flüssigkeitsstrom außerhalb der Porenwand und der Oberflächenspannung der Wandschicht hält ein dynamisches Gleichgewicht mit dem Dampfdruck, der kontinuierlich in dem Hohlraum erzeugt wird. Der Lichtstrahl tritt kontinuierlich in das kleine Loch ein, und das Material außerhalb des kleinen Lochs strömt kontinuierlich.
Mit der Bewegung des Balkens ist das kleine Loch immer in einem stabilen Strömungszustand. Mit anderen Worten, das kleine Loch und das der Lochwand umgebende geschmolzene Metall bewegen sich bei der Vorwärtsgeschwindigkeit des geführten Strahls vorwärts, und das geschmolzene Metall füllt den Spalt, der durch das kleine Loch verbleibt, und kondensiert, um eine Schweißnaht zu bilden. Alle oben genannten Prozesse erfolgen so schnell, dass die Schweißgeschwindigkeit leicht ein paar Meter pro Minute erreichen kann.
Die Hauptprozessparameter des laser tiefen Durchdringungsschweißens
(1) Laserleistung. Im Laserschweißen befindet sich eine Schwelle der Lasergüterdichte. Unter diesem Wert ist die Penetrationstiefe sehr flach. Sobald dieser Wert erreicht oder überschritten wird, wird die Eindringtiefe stark erhöht. Nur wenn die Laserleistungsdichte am Werkstück den Schwellenwert überschreitet (bezogen auf das Material), wird das Plasma erzeugt, was den Fortschritt des stabilen tiefen Penetrationsschweißens markiert. Wenn die Laserleistung niedriger als der Schwellenwert ist, tritt nur das Oberflächenschmelz des Werkstücks auf, das heißt, das Schweißen wird mit einem stabilen Wärmeleitfähigkeitstyp durchgeführt.
Wenn die Laserleistungsdichte nahe an der kritischen Bedingung zum Bilden von kleinen Löchern liegt, werden abwechselnd ein tiefe Durchdringungsschweißen und das Leitungsschweißen abwechselnd instabile Schweißverfahren, was zu großen Durchdringungsschwankungen führt. Beim laser tiefen Durchdringungsschweißen steuert die Laserleistung gleichzeitig die Eindringtiefe und die Schweißgeschwindigkeit. Die Durchdringung der Schweißnaht ist in direktem Zusammenhang mit der Strahlleistungsdichte und ist eine Funktion der einfallenden Strahlleistung und des Strahlfokus. Im Allgemeinen nimmt für einen Laserstrahl mit einem bestimmten Durchmesser die Durchdringungstiefe zu, wenn die Strahlleistung zunimmt.
(2) Strahlfokus. Die Strahlfleckgröße ist eine der wichtigsten Variablen im Laserschweißen, da er die Leistungsdichte bestimmt. Für Hochleistungslaser, obwohl es viele indirekte Messtechniken gibt, ist seine Messung immer noch ein schwieriges Problem.
Die strahlfokussierende Beugungsgrenze-Punktgröße kann entsprechend der Lichtbeugungs-Theorie berechnet werden, aber aufgrund der Aberration der Fokussierlinse ist die tatsächliche Fleckgröße größer als der berechnete Wert. Das einfachste eigentliche Messmethode ist das isotherme Profilverfahren, das dickes Papier verwendet, um sie zu verbrennen und eine Polypropylenplatte durchdringen, um den Fokuspunkt und den Perforationdurchmesser zu messen. Diese Methode sollte durch Messung praktiziert werden, um die Laserleistungs- und Strahlaktionszeit zu beherrschen.
