Först den grundläggande principen för lasersvetsmaskin
I hjärtat av en lasersvetsmaskin finns en högkoncentrerad energistråle som genereras av en laserljuskälla, som vanligtvis genereras av en lasergenerator och fokuseras på ett mycket litet område av ett sofistikerat optiskt system. Laserljuskällor kan vara av olika typer, såsom solid-state-lasrar (t.ex. Nd:YAG, fiberlasrar), gaslasrar (t.ex. CO₂-lasrar) eller halvledarlasrar.
1. Laserenergiomvandling och överföring
Först genererar lasersvetsmaskinen lasern genom ett excitationsmedium (t.ex. en xenonlampa som emitterar ljus från en Nd:YAG-kristall som drivs av en högspänning, eller en dopad fiber av sällsynta jordartsmetaller i en fiberlaser som exciteras av en pumpljuskälla ). Laserstrålen passerar genom en serie speglar och optiska banjusteringselement för att säkerställa att den kollimeras och fokuseras, och träffar slutligen fogytan på materialet som ska svetsas med en punkt med mycket hög effekttäthet.
2. Värmeledning och svetsning med djup penetration
Lasersvetsningsprocessen är indelad i två grundläggande typer beroende på energitätheten:
Värmeledningssvetsning: När laserns effekttäthet är låg (cirka mindre än 10^4 ~ 10^5 W/cm²), överförs laserenergin huvudsakligen till insidan av materialet genom värmeledning, så att materialets yta smälts och en grund smält pool bildas, och sedan förverkligas svetsning. Detta läge är lämpligt för svetsning av tunna plåtmaterial eller precisionsdelar, svetshastigheten är relativt låg, men noggrannheten är hög.
Lasersvetsning: När laserns effekttäthet ökar till mer än 10^5 ~ 10^7 W/cm² kan laserstrålen snabbt värma upp materialets yta till förångningstemperaturen och bilda en "håleffekt". Ångtrycket vid hög temperatur driver den omgivande metallen att flöda, vilket skapar en djup, smal, nyckelhålsformad smältbassäng. Den smälta metallen flyter tillbaka runt nyckelhålet, kyler och stelnar för att bilda en stark svetsfog, som kännetecknas av djup penetration, hög hastighet och stort bildförhållande.
3. Kontroll och optimering
I lasersvetsprocessen är det viktigt att exakt styra laserfokuspositionen, svetshastigheten, laserkraften och den skyddande atmosfären. Realtidsövervakning och energiåterkopplingssystem säkerställer en stabil och pålitlig svetsprocess med optimal penetration, minimal värmepåverkad zon och idealisk svetsfogsmorfologi.