Παράγοντες που επηρεάζουν το πλάτος σφαιριδίων συγκόλλησης σε μηχανές συγκόλλησης με λέιζερ
Το πλάτος σφαιριδίων συγκόλλησης στη συγκόλληση με λέιζερ επηρεάζεται από πολλαπλούς παράγοντες, οι οποίοι μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε παραμέτρους λέιζερ, ρυθμίσεις οπτικού συστήματος, συνθήκες διεργασίας, ιδιότητες υλικού και άλλους εξωτερικούς παράγοντες . παρακάτω είναι μια λεπτομερής κατανομή:
1. Παράμετροι λέιζερ
(1) ισχύς λέιζερ
Υψηλότερη ισχύς → ευρύτερη συγκόλληση (περισσότερη είσοδος θερμότητας, μεγαλύτερη πισίνα τήγματος) .
Χαμηλότερη ισχύς → στενότερη συγκόλληση (λιγότερη διείσδυση, πιθανή έλλειψη σύντηξης) .
(2) Λειτουργία δέσμης (ποιότητα δέσμης)
TEM 00 (Gaussian Beam) → στενές, βαθιές συγκολλήσεις (συγκέντρωση υψηλής ενέργειας) .
Οι ακτίνες πολλαπλών λειτουργιών → ευρύτερες, ρηχότερες συγκολλήσεις (ενέργεια περισσότερο διασκορπισμένα) .
(3) Παράμετροι παλμών (για παλμικά λέιζερ)
Υψηλότερη συχνότητα → ευρύτερη συγκόλληση (περισσότεροι επικαλυπτόμενες παλμοί) .
Μεγαλύτερο πλάτος παλμού → ευρύτερη συγκόλληση (εκτεταμένη είσοδος θερμότητας) .
Υψηλότερος κύκλος λειτουργίας → ευρύτερη συγκόλληση ** (μεγαλύτερη έκθεση στην ενέργεια) .
2. Παράμετροι οπτικού συστήματος
(1) Διάμετρος εστίασης
Μεγαλύτερο σημείο → ευρύτερη συγκόλληση (χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα) .
Μικρότερη θέση → στενότερη συγκόλληση (υψηλότερη συγκέντρωση ενέργειας) .
(2) Εκτόπιση (θέση δέσμης)
Θετική απόρριψη (παραπάνω τεμάχιο εργασίας) → ευρύτερη συγκόλληση .
Αρνητική defocus (κάτω από το τεμάχιο εργασίας) → ευρύτερη συγκόλληση .
Zero Defocus (ON Surface) → Lervest Held .
(3) εστιακό μήκος φακού
Μεγαλύτερο μήκος εστίασης → μεγαλύτερο σημείο → ευρύτερη συγκόλληση .
Μικρότερο εστιακό μήκος → μικρότερο σημείο → στενότερη συγκόλληση .
3. Παράμετροι διεργασίας
(1) ταχύτητα συγκόλλησης
Υψηλότερη ταχύτητα → στενότερη συγκόλληση (λιγότερη είσοδος θερμότητας) .
Χαμηλότερη ταχύτητα → ευρύτερη συγκόλληση (περισσότερη συσσώρευση θερμότητας) .
(2) Αέριο θωράκισης
Τύπος αερίου (AR, He, N₂) → επηρεάζει την καταστολή του πλάσματος και τον ρυθμό ψύξης .
Υψηλότερη ροή αερίου → ελαφρώς στενότερη συγκόλληση (ταχύτερη ψύξη) .
(3) Τροφοδοτοποίηση καλωδίων (για συγκόλληση καλωδίων λέιζερ)
Παχύτερο καλώδιο → ευρύτερη συγκόλληση (απαιτεί περισσότερη ενέργεια για να λιώσει) .
Υψηλότερος ρυθμός τροφοδοσίας καλωδίων → ευρύτερη συγκόλληση (περισσότερο υλικό πλήρωσης που έχει κατατεθεί) .
4. ιδιότητες υλικού
(1) Θερμική αγωγιμότητα
Υψηλή αγωγιμότητα (e . g ., Cu, al) → στενότερη συγκόλληση (η θερμότητα διαλύεται γρήγορα) .
Χαμηλή αγωγιμότητα (e . g ., ανοξείδωτος χάλυβα) → ευρύτερη συγκόλληση (θερμότητα παραμένει εντοπισμένη) .
(2) πάχος υλικού
Παχύτερα υλικά → ευρύτερη συγκόλληση (απαιτείται υψηλότερη ισχύς) .
Λεπτότερα υλικά → στενότερη συγκόλληση (λιγότερη ενέργεια που απαιτείται) .
(3) Κατάσταση επιφάνειας
Οξείδια, επικαλύψεις ή μολυσματικές ουσίες → επηρεάζουν την απορρόφηση λέιζερ → ακανόνιστο πλάτος συγκόλλησης .
5. Άλλοι παράγοντες
(1) Κοινή διαμόρφωση
Butt, Lap ή Fillet Lains → Διαφορετική διάχυση θερμότητας → επηρεάζει το πλάτος συγκόλλησης .
(2) ταλάντωση δέσμης (ύφανση)
Ταλαντευόμενη δέσμη λέιζερ → ευρύτερη συγκόλληση (που χρησιμοποιείται για γεφύρωση χάσματος ή παχιά πλάκες) .
(3) Περιβαλλοντικές συνθήκες
Θερμοκρασία/υγρασία περιβάλλοντος → μικρή επιρροή στον ρυθμό ψύξης .
Περίληψη: Πώς να ελέγξετε το πλάτος της συγκόλλησης;
| Στόχος|Μέθοδος ρύθμισης |
| Πλάτος αύξησης|↑ Ισχύς, † Ταχύτητα, ↑ Defocus, ↑ Μέγεθος σημείων, Χρησιμοποιήστε παχύτερο σύρμα, ταλαντωτική δέσμη |
| Πλάτος μείωσης|❖ Η τροφοδοσία, ↑ ταχύτητα, μηδενική απόρριψη, ↓ spot μέγεθος, χρησιμοποιήστε λεπτότερο σύρμα, TEM 00 λειτουργία |
Για τα βέλτιστα αποτελέσματα, συνιστάται ο σχεδιασμός των πειραμάτων (DOE) στις παραμέτρους τελειοποίησης που βασίζονται σε απαιτήσεις υλικού και εφαρμογής .
--------- Victor Feng
Rayther λέιζερ