Dengan populariti mesin kimpalan laser pegang tangan dalam industri, orang ramai ingin mengetahui lebih lanjut mengenai kimpalan laser. Artikel ini menerangkan dua mod kimpalan laser yang berbeza dan faktor-faktor yang mempunyai kesan ke atas keberkesanan kimpalan laser.
Kimpalan laser boleh dicapai sama ada dengan pancaran laser berterusan atau berdenyut, dan boleh dikelaskan sebagai kimpalan pemindahan haba atau kimpalan gabungan dalam laser bergantung pada prinsip kimpalan laser. Berikut ialah penerangan tentang dua mod kimpalan laser ini.
Kimpalan pengaliran haba
Kimpalan pengaliran haba melibatkan resapan haba ke dalam bahan kerja melalui pemindahan haba. Bahan kerja dicairkan dan kolam lebur tertentu dibentuk dengan mengawal parameter laser seperti lebar, tenaga, kuasa puncak dan kekerapan pengulangan nadi laser. Mod kimpalan laser ini menghasilkan fenomena lebur hanya pada permukaan kimpalan, bahagian dalam bahan kerja tidak cair sepenuhnya dan pada dasarnya tiada pengewapan dihasilkan. Kedalaman cair cetek dan kelajuan kimpalan perlahan selepas kimpalan kebanyakannya digunakan untuk mengimpal bahan logam berdinding nipis pada kelajuan rendah.
Kimpalan gabungan dalam laser
Kimpalan gabungan dalam laser bukan sahaja menembusi sepenuhnya bahan, tetapi juga menguap bahan, membentuk sejumlah besar plasma. Oleh kerana haba yang tinggi, lubang kunci akan muncul di hadapan kolam cair. Kimpalan gabungan dalam adalah mod kimpalan laser yang paling banyak digunakan kerana tenaga input yang tinggi, kelajuan kimpalan yang tinggi dan nisbah kedalaman-ke-lebar yang besar. Mesin kimpalan laser untuk kimpalan gear dan kimpalan kepingan metalurgi terutamanya melibatkan
Parameter proses yang berbeza mempunyai kesan yang berbeza pada kesan kimpalan laser. Tiga faktor yang mempunyai kesan ke atas kesan kimpalan laser diterangkan di sini.
Kuasa Laser
Terdapat ambang ketumpatan tenaga laser dalam kimpalan laser, di bawahnya kedalaman leburan adalah cetek, dan apabila nilai ini dicapai atau melebihi, kedalaman leburan meningkat dengan ketara. Hanya apabila ketumpatan kuasa laser pada bahan kerja melebihi nilai ambang (bergantung kepada bahan), plasma dihasilkan, yang menandakan penstabilan kimpalan gabungan dalam.
Jika kuasa laser berada di bawah ambang ini, hanya lebur permukaan bahan kerja berlaku, iaitu kimpalan diteruskan dalam jenis pemindahan haba yang stabil. Dan apabila ketumpatan kuasa laser menghampiri keadaan kritikal untuk pembentukan lubang kecil, kimpalan gabungan dalam dan kimpalan pengaliran silih berganti dan menjadi proses kimpalan yang tidak stabil, mengakibatkan turun naik yang besar dalam kedalaman cair. Apabila kimpalan gabungan dalam laser, kuasa laser mengawal kedua-dua kedalaman penembusan dan kelajuan kimpalan. Secara umum, untuk pancaran laser diameter tertentu, kedalaman leburan meningkat apabila kuasa pancaran meningkat.
Kelajuan mengimpal
Kelajuan kimpalan mempunyai kesan yang besar pada kedalaman cair, meningkatkan kelajuan kimpalan akan menjadikan kedalaman cair cetek, tetapi kelajuan yang terlalu rendah akan membawa kepada pencairan bahan yang berlebihan, bahan kerja dikimpal melalui. Oleh itu, untuk kuasa laser tertentu dan ketebalan tertentu bahan tertentu harus mempunyai julat kelajuan kimpalan yang sesuai, dan di mana nilai kelajuan yang sepadan boleh diperolehi apabila kedalaman maksimum cair.
Gas pelindung
Proses kimpalan laser sering menggunakan gas lengai untuk melindungi kolam lebur, yang boleh diabaikan apabila bahan tertentu boleh dikimpal tanpa mengira pengoksidaan permukaan, tetapi untuk kebanyakan aplikasi helium, argon dan nitrogen sering digunakan untuk melindungi bahan kerja daripada pengoksidaan semasa kimpalan. proses.
Helium tidak mudah terion, membolehkan laser melaluinya dan tenaga pancaran mencapai permukaan bahan kerja tanpa halangan. Ini adalah gas pelindung paling berkesan yang digunakan dalam kimpalan laser, tetapi ia lebih mahal. Argon lebih murah dan lebih padat, jadi ia melindungi dengan lebih baik. Walau bagaimanapun, ia terdedah kepada pengionan plasma logam suhu tinggi dan akibatnya melindungi sebahagian daripada rasuk daripada mencapai bahan kerja, mengurangkan kuasa laser berkesan untuk mengimpal dan juga menjejaskan kelajuan dan kedalaman leburan kimpalan. Nitrogen ialah jenis gas pelindung yang paling murah, tetapi ia tidak sesuai untuk jenis kimpalan keluli tahan karat tertentu. Ini disebabkan terutamanya oleh masalah metalurgi, seperti penyerapan, yang kadangkala mewujudkan keliangan di zon pusingan.
Fungsi kedua menggunakan gas pelindung adalah untuk melindungi kanta pemfokus di dalam pistol kimpalan laser daripada pencemaran wap logam dan percikan titisan cair cair. Ini amat diperlukan dalam kimpalan laser kuasa tinggi, di mana ejecta menjadi sangat kuat. Fungsi ketiga gas pelindung adalah untuk menyebarkan pelindung plasma yang dihasilkan oleh kimpalan laser kuasa tinggi.
