Saldatura laserpò esse rializatu cù raggi laser cuntinui o pulsati. I principii disaldatura laserpò esse divisu in a saldatura di cunduzzione di calore è a saldatura à penetrazione profonda laser. Quandu a densità di putenza hè menu di 104 ~ 105 W / cm2, hè a saldatura di cunduzzione di calore. À questu tempu, a prufundità di penetrazione hè pocu profonda è a velocità di saldatura hè lenta; quandu a densità di putenza hè più grande di 105 ~ 107 W / cm2, a superficia metallica hè cuncava in "buchi" per via di u calore, furmendu a saldatura di penetrazione prufonda, chì hà It hà e caratteristiche di a velocità di saldatura veloce è grande rapportu d'aspettu. U principiu di cunduzzione termalesaldatura laserhè: a radiazione laser riscalda a superficia per esse trattata, è u calore di a superficia si diffonde à l'internu per a cunduzzione termale. Per cuntrullà i paràmetri di u laser cum'è a larghezza di l'impulsu laser, l'energia, a putenza di punta è a frequenza di ripetizione, a pezza hè fusa per furmà una piscina fusa specifica.
Saldatura di penetrazione profonda laser generalmente usa un fasciu laser cuntinuu per compie a cunnessione di materiali. U so prucessu fisicu metallurgicu hè assai simile à quellu di a saldatura di u fasciu d'elettroni, vale à dì, u mecanismu di cunversione di l'energia hè cumpletu attraversu una struttura "chiave".
Sutta l'irradiazione laser cù una densità di putenza abbastanza alta, u materiale si evapora è si formanu picculi buchi. Stu picculu pirtusu pienu di vapore hè cum'è un corpu neru, assorbendu quasi tutta l'energia di u fasciu incidente. A temperatura di equilibriu in u pirtusu righjunghji circa 2500°C. U calore hè trasferitu da u muru esternu di u pirtusu d'alta temperatura, pruvucannu chì u metale chì circundava u pirtusu si fusse. U picculu pirtusu hè pienu di vapuri d'alta temperatura generatu da l'evaporazione cuntinua di u materiale di u muru sottu à l'irradiazione di u fasciu. I mura di u picculu pirtusu sò circundati da metallu fusu, è u metallu liquidu hè circundatu da materiali solidi (in a maiò parte di i prucessi di saldatura cunvinziunali è a saldatura di cunduzzione laser, l'energia prima Deposita nantu à a superficia di u travagliu è poi trasportata à l'internu per trasferimentu). ). U flussu di liquidu fora di u muru di u foru è a tensione di a superficia di a strata di u muru sò in fase cù a pressione di vapore generata continuamente in a cavità di u foru è mantene un equilibriu dinamicu. U fasciu di luce entra continuamente in u picculu pirtusu, è u materiale fora di u picculu pirtusu scorri continuamente. Quandu u fasciu di luce si move, u picculu pirtusu hè sempre in un statu stabile di flussu.
Vale à dì, u picculu pirtusu è u metale fusu chì circundanu u muru di u pirtusu avanzanu cù a vitezza avanti di u fasciu pilotu. U metallu fusu riempie u spaziu lasciatu dopu chì u picculu pirtusu hè sguassatu è cundensa in cunseguenza, è a saldatura hè furmatu. Tuttu chistu succede cusì rapidamente chì a velocità di saldatura pò facilmente ghjunghje à parechji metri per minutu.
Dopu avè capitu i cuncetti basi di a densità di putenza, a saldatura di conductività termale è a saldatura à penetrazione profonda, dopu cunduceremu un'analisi comparativa di a densità di putenza è di e fasi metallografiche di diversi diametri di core.
Paragone di esperimenti di saldatura basati nantu à i diametri di core laser cumuni nantu à u mercatu:
Densità di putenza di a pusizione di u puntu focale di laser cù diametri di core diffirenti
Da a perspettiva di a densità di putenza, sottu a stessa putenza, u più chjucu u diametru di u core, u più altu u luminosu di u laser è u più cuncintratu l'energia. Se u laser hè paragunatu à un cuteddu affilatu, u più chjucu u diametru di u core, u più forte u laser. A densità di putenza di u laser di diametru di core 14um hè più di 50 volte quella di u laser di diamitru di core 100um, è a capacità di trasfurmazioni hè più forte. À u listessu tempu, a densità di putenza calculata quì hè solu una densità media simplice. A distribuzione di l'energia attuale hè una distribuzione gaussiana apprussimativa, è l'energia cintrali serà parechje volte a densità di putenza media.
Schema schematicu di a distribuzione di l'energia laser cù diversi diametri di core
U culore di u diagramma di distribuzione di l'energia hè a distribuzione di l'energia. U più rossu u culore, più altu hè l'energia. L'energia rossa hè u locu induve l'energia hè cuncentrata. Per mezu di a distribuzione di l'energia laser di raghji laser cù diametri di core diffirenti, si pò vede chì u fronte di u fasciu laser ùn hè micca forte è u fasciu laser hè forte. U più chjucu, u più cuncintratu l'energia hè nantu à un puntu, u più forte hè è più forte a so capacità di penetrazione.
Paragone di effetti di saldatura di laser cù diametri di core diffirenti
Paragone di laser cù diametri di core diffirenti:
(1) L'esperimentu usa una vitezza di 150mm / s, a saldatura di pusizioni di focu, è u materiale hè 1 serie aluminium, 2mm thick;
(2) U più grande u diametru di u core, più grande a larghezza di fusione, più grande a zona affettata da u calore, è più chjuca a densità di putenza unità. Quandu u diamitru core trapassa 200um, ùn hè micca fàciule à ghjunghje sin'à una prufundità di penetrazione nant'à alliages high-reazzione cum'è alluminiu è ramu, è un supiriuri Saldatura prufonda penetrazione pò esse rializatu solu cù altu putenza;
(3) I laser di picculi nuclei anu una densità di putenza alta è ponu rapidamente punch keyholes nantu à a superficia di materiali cù alta energia è picculi zoni affettati da u calore. In ogni casu, à u stessu tempu, a superficia di a saldatura hè ruvida, è a probabilità di colapsu di a serratura hè alta durante a saldatura à bassa velocità, è a serratura hè chjusa durante u ciclu di saldatura. U ciculu hè longu, è i difetti cum'è i difetti è i pori sò propensi à accade. Hè adattatu per u prucessu d'alta veloce o trasfurmazioni cù una trajectoria di swing;
(4) I laser di grande diametru di u core anu spots di luce più grande è energia più dispersa, chì li facenu più adattati per a fusione di a superficia laser, cladding, annealing è altri prucessi.
Tempu di Postu: Oct-06-2023
