Cymhariaeth o effeithiau weldio laserau â diamedrau craidd gwahanol

Weldio lasergellir ei gyflawni gan ddefnyddio trawstiau laser parhaus neu bylsiedig. Egwyddorionweldio lasergellir ei rannu'n weldio dargludiad gwres a weldio treiddiad dwfn laser. Pan fo'r dwysedd pŵer yn llai na 104 ~ 105 W / cm2, mae'n weldio dargludiad gwres. Ar yr adeg hon, mae'r dyfnder treiddiad yn fas ac mae'r cyflymder weldio yn araf; pan fo'r dwysedd pŵer yn fwy na 105 ~ 107 W / cm2, mae wyneb y metel yn ceugrwm yn "dyllau" oherwydd gwres, gan ffurfio weldio treiddiad dwfn, sydd â nodweddion cyflymder weldio cyflym a chymhareb agwedd fawr. Egwyddor dargludiad thermolweldio laseryw: mae ymbelydredd laser yn cynhesu'r wyneb i'w brosesu, ac mae gwres yr wyneb yn tryledu i'r tu mewn trwy ddargludiad thermol. Trwy reoli paramedrau laser fel lled pwls laser, ynni, pŵer brig, ac amlder ailadrodd, mae'r darn gwaith yn cael ei doddi i ffurfio pwll tawdd penodol.

Yn gyffredinol, mae weldio treiddiad dwfn laser yn defnyddio trawst laser parhaus i gwblhau cysylltiad deunyddiau. Mae ei broses ffisegol metelegol yn debyg iawn i weldio trawst electron, hynny yw, mae'r mecanwaith trosi ynni yn cael ei gwblhau trwy strwythur "twll allwedd".

O dan arbelydru laser gyda dwysedd pŵer digon uchel, mae'r deunydd yn anweddu ac mae tyllau bach yn cael eu ffurfio. Mae'r twll bach hwn sy'n llawn anwedd fel corff du, gan amsugno bron holl egni'r trawst sy'n taro. Mae tymheredd ecwilibriwm y twll yn cyrraedd tua 2500°C. Mae'r gwres yn cael ei drosglwyddo o wal allanol y twll tymheredd uchel, gan achosi i'r metel o amgylch y twll doddi. Mae'r twll bach wedi'i lenwi â stêm tymheredd uchel a gynhyrchir gan anweddiad parhaus deunydd y wal o dan arbelydru'r trawst. Mae waliau'r twll bach wedi'u hamgylchynu gan fetel tawdd, ac mae'r metel hylif wedi'i amgylchynu gan ddeunyddiau solet (yn y rhan fwyaf o brosesau weldio confensiynol a weldio dargludiad laser, mae'r egni'n cael ei adneuo yn gyntaf ar wyneb y darn gwaith ac yna'n cael ei gludo i'r tu mewn trwy drosglwyddo). Mae llif yr hylif y tu allan i wal y twll a thensiwn wyneb haen y wal mewn cyfnod â'r pwysau stêm a gynhyrchir yn barhaus yng ngheudod y twll ac yn cynnal cydbwysedd deinamig. Mae'r trawst golau yn mynd i mewn i'r twll bach yn barhaus, ac mae'r deunydd y tu allan i'r twll bach yn llifo'n barhaus. Wrth i'r trawst golau symud, mae'r twll bach bob amser mewn cyflwr llif sefydlog.

Hynny yw, mae'r twll bach a'r metel tawdd o amgylch wal y twll yn symud ymlaen gyda chyflymder ymlaen y trawst peilot. Mae'r metel tawdd yn llenwi'r bwlch sy'n weddill ar ôl tynnu'r twll bach allan ac yn cyddwyso yn unol â hynny, ac mae'r weldiad yn cael ei ffurfio. Mae hyn i gyd yn digwydd mor gyflym fel y gall cyflymder weldio gyrraedd sawl metr y funud yn hawdd.

Ar ôl deall y cysyniadau sylfaenol o ddwysedd pŵer, weldio dargludedd thermol, a weldio treiddiad dwfn, byddwn nesaf yn cynnal dadansoddiad cymharol o ddwysedd pŵer a chyfnodau metelograffig gwahanol ddiamedrau craidd.

Cymhariaeth o arbrofion weldio yn seiliedig ar ddiamedrau craidd laser cyffredin ar y farchnad:

Dwysedd pŵer safle man ffocal laserau â diamedrau craidd gwahanol

O safbwynt dwysedd pŵer, o dan yr un pŵer, po leiaf yw diamedr y craidd, yr uchaf yw disgleirdeb y laser a'r mwyaf crynodedig yw'r ynni. Os cymherir y laser â chyllell finiog, po leiaf yw diamedr y craidd, y mwyaf miniog yw'r laser. Mae dwysedd pŵer y laser diamedr craidd 14um yn fwy na 50 gwaith dwysedd pŵer y laser diamedr craidd 100um, ac mae'r gallu prosesu yn gryfach. Ar yr un pryd, dim ond dwysedd cyfartalog syml yw'r dwysedd pŵer a gyfrifir yma. Mae'r dosbarthiad ynni gwirioneddol yn ddosbarthiad Gaussaidd bras, a bydd yr ynni canolog sawl gwaith y dwysedd pŵer cyfartalog.

Diagram sgematig o ddosbarthiad ynni laser gyda diamedrau craidd gwahanol

Lliw'r diagram dosbarthiad ynni yw'r dosbarthiad ynni. Po gochaf yw'r lliw, yr uchaf yw'r ynni. Yr ynni coch yw'r lle mae'r ynni wedi'i ganolbwyntio. Trwy ddosbarthiad ynni laser trawstiau laser â diamedrau craidd gwahanol, gellir gweld nad yw blaen y trawst laser yn finiog a bod y trawst laser yn finiog. Po leiaf, y mwyaf crynodedig yw'r ynni ar un pwynt, y mwyaf miniog ydyw a'r cryfaf yw ei allu treiddio.

Cymhariaeth o effeithiau weldio laserau â diamedrau craidd gwahanol

Cymhariaeth o laserau â diamedrau craidd gwahanol:

(1) Mae'r arbrawf yn defnyddio cyflymder o 150mm/s, weldio safle ffocws, ac mae'r deunydd yn alwminiwm cyfres 1, 2mm o drwch;

(2) Po fwyaf yw diamedr y craidd, y mwyaf yw lled y toddi, y mwyaf yw'r parth yr effeithir arno gan wres, a'r lleiaf yw dwysedd pŵer yr uned. Pan fydd diamedr y craidd yn fwy na 200um, nid yw'n hawdd cyflawni dyfnder treiddiad ar aloion adweithiol uchel fel alwminiwm a chopr, a dim ond gyda phŵer uchel y gellir cyflawni weldio treiddiad dwfn uwch;

(3) Mae gan laserau craidd bach ddwysedd pŵer uchel a gallant dyrnu tyllau clo yn gyflym ar wyneb deunyddiau ag egni uchel a pharthau bach yr effeithir arnynt gan wres. Fodd bynnag, ar yr un pryd, mae wyneb y weldiad yn arw, ac mae tebygolrwydd cwympo twll clo yn uchel yn ystod weldio cyflymder isel, ac mae'r twll clo ar gau yn ystod y cylch weldio. Mae'r cylch yn hir, ac mae diffygion fel diffygion a mandyllau yn dueddol o ddigwydd. Mae'n addas ar gyfer prosesu cyflym neu brosesu â thrawsyriant siglo;

(4) Mae gan laserau â diamedr craidd mawr smotiau golau mwy ac egni mwy gwasgaredig, gan eu gwneud yn fwy addas ar gyfer ail-doddi arwyneb laser, cladio, anelio a phrosesau eraill.