Først det grunnleggende prinsippet for lasersveisemaskin
I hjertet av en lasersveisemaskin er en høykonsentrert energistråle generert av en laserlyskilde, som vanligvis genereres av en lasergenerator og fokuseres på et veldig lite område av et sofistikert optisk system. Laserlyskilder kan være av forskjellige typer, for eksempel faststofflasere (f.eks. Nd:YAG, fiberlasere), gasslasere (f.eks. CO₂-lasere) eller halvlederlasere.
1. Laserenergikonvertering og overføring
Først genererer lasersveisemaskinen laseren gjennom et eksitasjonsmedium (f.eks. en xenonlampe som sender ut lys fra en Nd:YAG-krystall drevet av en høyspenning, eller en dopet sjeldne jordartselementfiber i en fiberlaser eksitert av en pumpelyskilde ). Laserstrålen passerer gjennom en rekke speil og optiske banejusteringselementer for å sikre at den blir kollimert og fokusert, og treffer til slutt skjøteflaten til materialet som skal sveises med et punkt med svært høy effekttetthet.
2. Termisk ledning og dyp penetrasjonssveisemodus
Lasersveiseprosessen er delt inn i to grunnleggende typer i henhold til energitettheten:
Termisk ledningssveising: Når lasereffekttettheten er lav (omtrent mindre enn 10^4 ~ 10^5 W/cm²), overføres laserenergien hovedsakelig til innsiden av materialet gjennom varmeledning, slik at overflaten av materialet smeltes og det dannes et grunt smeltebasseng, og deretter realiseres sveising. Denne modusen er egnet for sveising av tynne arkmaterialer eller presisjonsdeler, sveisehastigheten er relativt lav, men nøyaktigheten er høy.
Lasersveising med dyp penetrering: Når lasereffekttettheten øker til mer enn 10^5 ~ 10^7 W/cm², kan laserstrålen raskt varme overflaten av materialet til fordampningstemperaturen, og danne en "hulleffekt". Damptrykket med høy temperatur driver det omkringliggende metallet til å flyte, og skaper et dypt, smalt, nøkkelhullformet smeltet basseng. Det smeltede metallet strømmer tilbake rundt nøkkelhullet, avkjøler og stivner for å danne en sterk sveiset skjøt, som er preget av dyp penetrasjon, høy hastighet og stort sideforhold.
3. Kontroll og optimalisering
I lasersveiseprosessen er det viktig å nøyaktig kontrollere posisjonen til laserfokuset, sveisehastigheten, laserkraften og den beskyttende atmosfæren. Sanntidsovervåking og energitilbakemeldingssystemer sikrer en stabil og pålitelig sveiseprosess med optimal penetrering, minimal varmepåvirket sone og ideell sveisesømmorfologi.