Lasera veldado estas unu el la gravaj aspektoj de la apliko de lasera prilabora teknologio, sed ankaŭ la plej okulfrapa kaj promesplena velda teknologio en la 21-a jarcento. Kompare kun tradiciaj veldaj metodoj, lasera veldado havas multajn avantaĝojn, pli altan veldan kvaliton kaj pli rapidan efikecon. Nuntempe, lasera velda teknologio estas vaste uzata en fabrikado, pulvora metalurgio, aŭtomobila industrio, elektronika industrio, biomedicino kaj aliaj kampoj.
Laŭ la formiĝmekanismo de la veldnaĝejo, lasera veldado havas du bazajn veldmekanismojn: varmokondukta veldado kaj profunda penetra (malgranda truo) veldado. La varmo generita per varmokondukta veldado estas difuzita al la laborpeco per varmotransigo, tiel ke la surfaco de la veldo fandiĝas, baze sen vaporiĝa fenomeno, kiu ofte estas uzata en la veldado de malrapidaj maldikmuraj komponantoj. Profunda fuzia veldado vaporigas la materialon kaj formas grandan kvanton da plasmo. Pro la granda varmo, estos truoj en la antaŭa fino de la fandita naĝejo. Profunda penetra veldado povas veldi la laborpecon plene, kaj la enira energio estas granda, la veldrapideco estas rapida, ĝi estas la plej vaste uzata lasera veldreĝimo.
Multaj procezparametroj influas la kvaliton de laserveldado, kiel ekzemple potencdenseco, laserpulsa ondformo, malfokuso, veldrapido kaj helpa blovada gaso.
1. Lasera potencdenseco Potencdenseco estas unu el la plej kritikaj parametroj en lasera prilaborado. Kun pli alta potencdenseco, la surfaca tavolo povas esti varmigita ĝis bolpunkto ene de mikrosekunda tempointervalo, generante grandan kvanton da vaporiĝo. Tial, la alta potencdenseco estas tre avantaĝa por materialforiga prilaborado, kiel ekzemple truado, tranĉado kaj gravurado. Ĉe malalta potencdenseco, necesas pluraj milisekundoj por ke la surfaca temperaturo atingu la bolpunkton, kaj antaŭ ol la surfaca tavolo vaporiĝas, la malsupra tavolo atingas la fandopunkton, kio faciligas formi bonan fandan veldadon. Tial, en varmokondukta lasera veldado, la potencdenseca intervalo estas 10⁴-10⁶W/cm².
2. Lasera pulsa ondformo
La ondformo de la lasera pulsado estas ne nur grava parametro por distingi inter forigo de materiala fandado kaj materiala forigo, sed ankaŭ ŝlosila parametro por determini la volumenon kaj koston de prilabora ekipaĵo. Kiam alt-intensa lasera radio trafas la surfacon de materialo, la materiala surfaco havos 60 ~ 90% da reflekto kaj perdo de lasera energio, precipe oro, arĝento, kupro, aluminio, titanio kaj aliaj materialoj, kiuj havas fortan reflekton kaj rapidan varmotransdonon. La reflektiveco de metalo varias laŭlonge de la tempo dum la lasera pulsa signalo. Kiam la surfaca temperaturo de la materialo altiĝas al la fandopunkto, la reflektiveco rapide malpliiĝas, kaj kiam la surfaco estas en la fandostato, la reflektiveco stabiliĝas je certa valoro.
3. Pulslarĝo Pulslarĝo estas grava parametro de pulsa lasera veldado. La pulslarĝo estas determinita de la profundo de penetrado kaj la varmo-influita zono. Ju pli longa la pulslarĝo, des pli granda la varmo-influita zono, kaj la profundo de penetrado pliiĝas kun la duono de la potenco de la pulslarĝo. Tamen, la pliiĝo de la pulslarĝo reduktos la pintan potencon, do la pliiĝo de la pulslarĝo estas ĝenerale uzata por varmokondukta veldado, rezultante en larĝa kaj malprofunda veldaĵo, aparte taŭga por supervolva veldado de maldikaj kaj dikaj platoj. Tamen, pli malalta pinta potenco rezultigas troan varmo-enigon, kaj ĉiu materialo havas optimuman pulslarĝon, kiu maksimumigas la penetradon.
4, malfokusa laserveldado kutime postulas certan kvanton da malfokuso, ĉar la lasera fokuso en la centro de la punkto estas tro alta, facile vaporiĝante en truojn. La distribuo de la potencdenso estas relative unuforma en ĉiu ebeno for de la lasera fokuso. Ekzistas du malfokusaj metodoj: pozitiva malfokuso kaj negativa malfokuso. Se la fokusa ebeno situas super la laborpeco, ĝi estas pozitiva malfokuso; alie, ĝi estas negativa malfokuso. Laŭ la geometria optika teorio, kiam la distanco inter la pozitiva kaj negativa malfokusaj ebenoj kaj la velda ebeno estas egala, la potencdenso sur la koresponda ebeno estas proksimume la sama, sed la efektiva formo de la velda flakaĵo estas malsama. Kaze de negativa malfokuso, pli granda penetro povas esti atingita, kio rilatas al la formiĝoprocezo de fandita flakaĵo.
5, veldrapido Veldrapido determinas la kvaliton de la veldsurfaco, la penetradon, la varmo-influitan zonon, ktp. La rapido de veldado influos la varmon enirebla por unuo de tempo. Se la veldrapido estas tro malrapida, la varmon enirebla estas tro granda, rezultante en la trabrulado de la laborpeco. Se la veldrapido estas tro rapida, la varmon enirebla estas tro malgranda, rezultante en la veldpeco travidebla. Malpliigi la veldrapidon kutime uziĝas por plibonigi la penetradon.
6, helpa blovado per protekta gaso helpa blovado per protekta gaso estas esenca procezo en altpotenca lasera veldado. Unuflanke, ĝi malhelpas metalajn materialojn ŝpruci kaj polui la fokusan spegulon; aliflanke, ĝi malhelpas la plasmon generitan dum la veldado tro multe fokusiĝi kaj malhelpi la laseron atingi la surfacon de la materialo. En la lasera veldado, heliumo, argono, nitrogeno kaj aliaj gasoj ofte estas uzataj por protekti la fanditan naĝejon, tiel ke la laborpeco estas protektita kontraŭ oksidiĝo dum la veldado. Faktoroj kiel la tipo de protekta gaso, la grandeco de la aerfluo kaj la blovadangulo havas grandan influon sur la velda rezulto. Malsamaj blovaj metodoj ankaŭ havas certan influon sur la velda kvalito.
Heliumo ne joniĝas facile (ĝi havas altan jonigan energion), permesante al la lasero pasi glate kaj al la radio-energio atingi la laborsurfacon senĝene. Ĉi tiu estas la plej efika protekta gaso uzata en laserveldado, sed la prezo estas relative alta. Argono estas pli malmultekosta kaj pli densa, do ĝi havas pli bonan protekton. Tamen, ĝi estas facile jonigita per alttemperatura metala plasmo, tiel ŝirmante parton de la radio de la laborsurfaco, reduktante la efikan laseran potencon de veldado, sed ankaŭ difektante la veldrapidecon kaj penetron. La surfacoj de veldsuturoj protektitaj per argono estas pli glataj ol tiuj protektitaj per heliumo. Nitrogeno estas la plej malmultekosta kiel protekta gaso, sed ĝi ne taŭgas por iuj specoj de veldado de rustorezista ŝtalo, ĉefe pro metalurgiaj problemoj, kiel ekzemple absorbado, kiu foje kreas porojn en la superkovraĵa zono.
Kiel nova velda teknologio, lasera veldado havas la karakterizaĵojn de alta energidenseco, alta rapideco, alta precizeco, profunda penetrado kaj forta adaptiĝkapablo. Ĝia apliko estas pli kaj pli vasta, kio povas ne nur plibonigi la produktadan efikecon, sed ankaŭ plibonigi la veldkvaliton. Lasera velda teknologio certe ludos pli gravan rolon en la kampo de materiala prilaborado.
Afiŝtempo: 28-a de marto 2023
