Assemblea di saldatura
1. Gap di assemblaggio è disallineamentu
A qualità di l'assemblaggio hè cruciale per assicurà a qualità di a saldatura. I spazii eccessivi di l'assemblaggio o u disallineamentu ponu facilmente causà difetti cum'è a brusgiatura, a scarsa furmazione di a saldatura è a penetrazione incompleta. U spaziu di l'assemblaggio per i giunti di filetto è di testa deve esse u più chjucu pussibule. A Tavula 8-2 elenca i requisiti per i spazii è u disallineamentu in a saldatura autogena laser manuale.
Per assicurà e dimensioni di a pezza, riduce a deformazione è impedisce u disallineamentu di a zona da saldà per via di a deformazione torsionale durante a saldatura, a saldatura à punti hè generalmente necessaria prima di a saldatura. U listessu metudu di prucessu cum'è a saldatura formale hè utilizatu per a saldatura à punti di assemblaggio. A lunghezza di e saldature à punti hè 20-30 mm, è i requisiti di qualità per e saldature à punti (per esempiu, a prufundità di penetrazione è a larghezza) sò più bassi di quelli per a saldatura formale. Una velocità di viaghju più rapida hè generalmente utilizata per a saldatura à punti chè per a saldatura formale. Cù a premessa di assicurà una cunnessione affidabile di e saldature à punti, e saldature à punti devenu esse piatte, lunghe è fine, è ùn devenu micca esse eccessivamente grande, larghe o alte. E saldature à punti necessitanu ancu una prutezzione adeguata per evità l'ossidazione.
3. Apparecchi è Morsetti
A saldatura laser hè aduprata soprattuttu persaldatura à piastre sottiliIn a saldatura à lamiera fina, a saldatura hè generalmente realizata nantu à a parte anteriore di a pezza, cù una fusione sufficiente nantu à a parte posteriore per ottene una saldatura posteriore ben furmata. Per a selezzione di i parametri: un bassu apportu di calore pò causà una fusione incompleta nantu à u spinu; un altu apportu di calore, pur assicurendu una penetrazione cumpleta nantu à u spinu, pò purtà à una burn-through per via di a gravità di u metallu fusu o di una larghezza di fusione sproporzionata in relazione à u spessore di a pezza. Per impedisce a burn-through, se a pezza permette u serraggio, si devenu aduprà dispositivi di fissaggio per serrare a pezza durante a saldatura à lamiera fina, pressendu a parte anteriore è piazzendu una piastra di supportu in rame o acciaio inox nantu à a parte posteriore. Questu impedisce cambiamenti in i spazii di assemblaggio o disallineamentu causati da a deformazione di a saldatura è evita u collassu termicu. Quandu a pezza hà una dissipazione di u calore irregulare in tutte e regioni per ragioni strutturali, l'usu di dispositivi di fissaggio per equilibrà a dissipazione di u calore hè ancu efficace, cù l'obiettivu di furmà saldature cù dimensioni uniformi sia nantu à u latu anteriore sia nantu à u spinu.
Selezzione di i parametri di saldatura
In generale, i parametri di saldatura laser includenu a putenza di u laser, a larghezza di l'impulsu laser, a quantità di sfocatu, a velocità di saldatura è u gas di prutezzione.
1. Putenza laser
Ci hè una densità di putenza laser di soglia in a saldatura laser. Sottu à sta soglia, a prufundità di penetrazione hè superficiale; una volta raggiunta o superata, a prufundità di penetrazione aumenta significativamente. U plasma hè generatu solu quandu a densità di putenza laser nantu à a pezza supera a soglia, chì indica una saldatura à penetrazione profonda stabile. Sottu à a soglia, si verifica solu a fusione superficiale (saldatura à conduzione termica stabile). Vicinu à a cundizione critica per a furmazione di u foru di serratura, a penetrazione profonda è a saldatura à conduzione termica si alternanu, risultendu in un prucessu instabile cù grandi fluttuazioni in a prufundità di penetrazione. A putenza laser hè unu di i parametri più critichi in a trasfurmazione laser è un determinante chjave di a prufundità di penetrazione di a saldatura. Per un diametru di puntu focalizatu fissu, a densità di putenza laser hè proporzionale à a putenza laser: una putenza più alta aumenta a prufundità di penetrazione è a velocità di saldatura. Tuttavia, una putenza eccessiva provoca un forte surriscaldamentu di u bagnu fusu, aumenta a larghezza di a saldatura è a zona affettata da u calore (HAZ), è porta à più spruzzi, chì ponu contaminà a lente di saldatura. Cù una putenza elevata, u stratu superficiale pò esse riscaldatu à u puntu di ebullizione è vaporizatu significativamente in microsecondi, rendendulu ideale per i prucessi di rimozione di materiale cum'è a perforazione, u tagliu è l'incisione. Cù una putenza più bassa, a superficia ci mette millisecondi per ghjunghje à u puntu d'ebullizione, è u stratu sottustante si fonde prima di a vaporizazione di a superficia, facilitendu una bona saldatura per fusione.
2. Larghezza di l'impulsu laser
A larghezza di l'impulsu laser, o "larghezza di l'impulsu", hè un parametru chjave in a saldatura laser pulsata. Hè determinata da a prufundità di penetrazione è da a HAZ: e larghezze di l'impulsu più lunghe aumentanu a HAZ, è a prufundità di penetrazione aumenta cù a radica quadrata di a larghezza di l'impulsu. Tuttavia, e larghezze di l'impulsu più lunghe riducenu a putenza di piccu, dunque sò generalmente aduprate per a saldatura à conduzione termica, furmendu saldature larghe è pocu profonde, particularmente adatte per giunti di sovrapposizione di piastre sottili è spesse. Tuttavia, una bassa putenza di piccu provoca un apportu di calore eccessivu, è ogni materiale hà una larghezza di l'impulsu ottimale per una prufundità di penetrazione massima.
3. Selezzione di a quantità di sfocatura
A pusizione di u puntu focalizatu hè critica insaldatura à fusione laserQuandu u focu hè sopra à a superficia di a pezza, a prufundità di penetrazione hè chjuca, rendendu difficiule a saldatura à penetrazione prufonda. Quandu u focu hè sottu à a superficia, a densità di putenza in l'internu di a pezza hè più alta chè nantu à a superficia, prumove una fusione è una vaporizazione più forte, permettendu à l'energia di trasferisce più in prufundità in a pezza è aumentendu a prufundità di penetrazione. Ci sò dui modi di sfocu: sfocu pusitivu (pianu di focu sopra à a pezza) è sfocu negativu (pianu di focu sottu à a pezza). In pratica, per e piastre spesse chì richiedenu una grande prufundità di penetrazione, si usa u sfocu negativu, cù u focu laser tipicamente 1-2 mm sottu à a superficia di a pezza. Per e piastre sottili, si preferisce u sfocu pusitivu, cù u focu 1-1,5 mm sopra à a superficia.
4. Velocità di saldatura
Cù altri parametri fissi, a prufundità di penetrazione diminuisce à misura chì a velocità di saldatura aumenta, mentre chì l'efficienza migliora. E velocità eccessivamente alte ùn riescenu micca à risponde à i requisiti di penetrazione; e velocità eccessivamente basse causanu una fusione eccessiva, saldature larghe, surriscaldamentu di e zone di attività periculose (HAZ) è una maggiore tendenza à a frattura à caldu.saldatura laser pulsata, a velocità hè ancu determinata da a frequenza massima di l'impulsi è da a sovrapposizione di u puntu necessaria - ogni puntu di l'impulsi successivu deve sovrappone si in una certa misura. Cusì, per una data putenza laser è spessore di u materiale, ci hè un intervallu di velocità ottimale, in u quale si ottiene a massima prufundità di penetrazione à una velocità specifica.
5. Gas di prutezzione
I gasi inerti sò spessu usati per prutege u bagnu fusu durante a saldatura laser. Mentre chì certi materiali ùn necessitanu micca prutezzione contr'à l'ossidazione superficiale, a maiò parte di l'applicazioni ne anu bisognu. Tradizionalmente, Ar, N₂, è He sò usati per a saldatura laser in lega d'aluminiu per impedisce l'ossidazione. Teoricamente, He hè u più ligeru cù a più alta energia di ionizazione, ma à bassa putenza è alta velocità, u plasma hè debule, minimizendu e differenze trà i gasi. Studi mostranu chì in e stesse cundizioni, N₂ induce più facilmente a furmazione di buchi di serratura per via di reazioni esotermiche cù Al; i cumposti ternari Al-NO resultanti anu un assorbimentu laser più altu. Tuttavia, N₂ puru forma fasi fragili di Al-N è pori in e saldature. I gasi inerti, essendu leggeri, scappanu senza causà pori, rendendu i gasi mischiati più efficaci. Recentemente, a ricerca nantu à a saldatura laser Al cù miscele Ar-O₂ è N₂-O₂ hè aumentata.
6. Assorbimentu di materiale
L'assorbimentu di l'energia laser da u materiale dipende da proprietà cum'è l'assorbitività, a riflettività, a conducibilità termica, a temperatura di fusione è a temperatura di evaporazione, cù l'assorbitività chì hè a più critica. I fattori chì influenzanu l'assorbitività includenu:
Resistività elettrica: Per e superfici lucidate, l'assorbitività hè proporzionale à a radica quadrata di a resistività, chì varia cù a temperatura.
Cundizione di a superficia: Affetta significativamente l'assorbenza è dunque i risultati di saldatura.
Cunsiglii operativi è tabù per a saldatura laser à fibra manuale
1. Evitate a radiazione di l'arcu
Saldatrici laser à fibra manualiAduprate laser à fibra di classe 4 chì emettenu radiazioni (1080 ± 3) nm cù una putenza di uscita superiore à 1000 W (secondu u mudellu). L'esposizione diretta o indiretta pò dannà l'ochji o a pelle. Ancu s'ellu hè invisibile, u fasciu pò causà danni irreversibili à a retina o à a cornea. Portate sempre occhiali di sicurezza laser certificati quandu u laser hè in funzione. Ùn guardate mai direttamente a testa di uscita mentre u laser hè acceso, ancu cù l'occhiali.
2. Impostazione di i parametri di saldatura
Impostate una bassa putenza laser nant'à u touchscreen (cum'è mostratu in a Figura 8-2). Pone l'ugellu di rame di a testa di saldatura contr'à a pezza è appughjà l'interruttore di a torcia per emette u laser per a saldatura. Parametri tipici: frequenza laser 5000Hz, velocità di u galvanometru 300-600, ritardu di gas >100ms, ciclu di travagliu 100% per l'emissione cuntinua. Ajustate a larghezza di a saldatura in basa à i spazii di l'assemblea; a putenza hè regulabile da 0-1000W (0-100% di u massimu). Dopu avè inseritu i parametri, cliccate "OK" è salvate per chì i paràmetri sianu effettivi.
4. Ùn aumentà micca eccessivamente a velocità di saldatura
E saldature sò furmate muvendu a fonte laser (vede a Figura 8-3). A prufundità è a larghezza dipendenu da a velocità è da a putenza, cù velocità tipiche di 1-3 m/min, chì producenu superfici lisce è senza incrostazioni cù un rapportu d'aspettu <1. Per a corrente è a tensione fisse, u cambiamentu di velocità affetta direttamente l'apportu di calore, alterendu a penetrazione è a larghezza. E velocità eccessivamente alte causanu un riscaldamentu insufficiente, chì porta à una penetrazione ridotta, una larghezza stretta, un sottosquadro, pori è una penetrazione incompleta.
Pulizia meccanica: Aduprate spazzole in acciaio inox o rote pneumatiche per rimuovere l'ossidi finu à ottene una finitura bianca brillante. Saldate subitu dopu a lucidatura; rilucidate se a saldatura hè ritardata >36 ore.
Pulizia chimica: Eliminate l'ossidi aduprendu reazzioni chimiche (i metudi varianu secondu u materiale). A Tavula 8-3 elenca i metudi di pulizia chimica per e leghe d'aluminiu. Eliminate l'oliu / a polvera cù solventi organici (benzina, alcolu isopropilicu) immergendu, asciugandu è asciugendu.
5. Minimizà a porosità
I pori di l'idrogenu sò cumuni in a saldatura laser di lega d'aluminiu. Riduceli eliminendu l'umidità superficiale, l'oliu è l'ossidi. L'estensione di u tempu di raffreddamentu di u bagnu fusu (aumentendu a larghezza di l'impulsu) aiuta i gas à scappà, postu chì u ciclu termicu rapidu di a saldatura laser limita u rilasciu di gas. Evitate pusizioni di focus o di sfocus negativu, induve e reazioni intense di u bagnu fusu è a vaporizazione di a lega aumentanu a porosità; aduprate un'energia più dolce via un sfocus aghjustatu per riduce a vaporizazione.
6. Fate attenzione à a postura di tenuta di a torcia
E torce laser portatili (vede a Figura 8-4) sò più pesanti di e torce TIG è anu cavi grossi, ciò chì provoca fatigue à l'operatore. Per una saldatura prolungata, tenete a torcia cù e duie mani, mantenete l'ugellu in cuntattu cù a pezza, allineate visivamente a saldatura è tirate a torcia costantemente versu di voi. Ajustate a postura secondu a pusizione di saldatura per minimizà a fatigue è u numeru di giunti.
7. Prevenzione di e ferite laser
Un funziunamentu impropriu pò causà accidenti. Seguitate ste regule:
Ùn fighjate mai a testa di output laser durante u funziunamentu.
Ùn aduprà miccalaser à fibrain ambienti scuri/scuri.
Ùn puntate mai a torcia versu e persone quandu u dispusitivu hè attivu.
Aduprate barriere metalliche à menu di 3 m da a zona di saldatura.
Limità l'accessu à a zona di saldatura solu à l'operatori.
Portate equipaggiamenti di prutezzione (occhiali di prutezzione certificati, maschere, guanti). Ùn fighjate mai a testa di output mentre u laser hè acceso, ancu cù occhiali di prutezzione.
Maneghjà a torcia è u cavu cù cura (raghju minimu di curvatura > 200 mm).
Disattivate a chjave di emissione laser quandu ùn hè micca in usu.
Assicurà a qualità di l'ugellu per una prutezzione efficace di u gasu:
Muri interni lisci, cuncentrichi cù u laser.
Rimpiazzate subitu l'ugelli deformati per mantene un muvimentu stabile di a torcia.
A dimensione di l'apertura di l'ugellu (vede a Figura 8-6) affetta a qualità di a saldatura: l'aperture più grande aumentanu u flussu di gas, accelerendu a solidificazione è aumentendu i risichi di porosità / crepe.
8. Evitate alte velocità per e leghe sensibili à e crepe
Saldatura laser manualeusa torce galvanometriche oscillanti autogene, senza fili. L'alte velocità riducenu a penetrazione, stringenu e saldature, causanu sottosquadri è interrompenu a copertura di gas di protezione, peghjurendu a prutezzione. Aduprate velocità più basse per e leghe sensibili à e crepe.
9. Assicurà a qualità di l'articulazione
E differenze di temperatura è a saldatura senza filu ponu causà brusgiature, crateri o crepe in crateri. Saldate continuamente per minimizà l'interruzioni; se l'interruzioni sò inevitabili (per esempiu, cambiamenti di pusizione, saldatura segmentata), rallentate leggermente (10 mm) prima di fermà per prevene i crateri. Ricuminciate 20 mm daretu à u cratere precedente per sovrapposizione è qualità.
10. Segui u muvimentu currettu di a torcia
Tirate a torcia versu voi stessi (da luntanu à vicinu) senza oscillazione laterale. Mantene una velocità costante mentre monitorate a furmazione di saldatura consistente. Per a saldatura verticale, aduprate u muvimentu versu u bassu (micca versu l'altu) per sfruttà una solidificazione rapida è assicurà un muvimentu stabile.
11. Evitate u sottusquadru, i picculi raccordi è u collassu in e saldature di sovrapposizione
Per e saldature à sovrapposizione, aghjustate l'angulu d'incidenza di u laser in modu chì u galvanometru copra 2/3 di a piastra verticale (vede a Figura 8-7). Questu fonde a piastra verticale (cum'è riempitore) è 1/3 di a piastra di basa per via di a conduzione di u calore, furmendu una saldatura di dimensioni sufficiente dopu u raffreddamentu. E saldature à sovrapposizione scadenti indebuliscenu a resistenza di u giuntu, riducenu a resistenza à e crepe o causanu un guastu strutturale - evitate u sottosquadru.
12. Riduce a riflettività in a saldatura di lega d'aluminiu
L'aluminiu riflette u 60-98% di l'energia laser. A riflettività diminuisce bruscamente à u puntu di fusione è si stabilizza quandu hè fusu. L'assorbitività diminuisce cù l'aumentu di l'angulu d'incidenza; l'assorbimentu massimu si verifica à incidenza nurmale (aghjustate per a prutezzione di a lente). Riduce a riflettività eliminendu l'ossidi per via di a pulizia meccanica/chimica.
13. Usu currettu di u gasu di prutezzione
U gasu di prutezzione affetta a furmazione di saldature, a penetrazione è a larghezza. A maiò parte di i gasi migliuranu a qualità, ma ponu avè svantaghji:
Ar: Bassa energia di ionizazione, alta furmazione di plasma (riducendu l'efficienza di u laser) ma inerte, à bassu costu è densu - chì copre efficacemente u bagnu fusu (ideale per l'usu generale).
N₂: Energia di ionizazione moderata (riduce u plasma megliu cà Ar), ma reagisce cù l'aluminiu/acciaiu à u carbone per furmà nitruri fragili, riducendu a tenacità (micca cunsigliatu per questi materiali). Adattu per l'acciaiu inox, induve i nitruri aumentanu a resistenza.
14. Flussu di gas di prutezzione
U gasu hè espulsu attraversu l'ugellu à una pressione specifica. U disignu idrodinamicu di l'ugellu è u diametru di uscita sò critichi: abbastanza grande per copre a saldatura, ma limitatu per impedisce u flussu turbulente (chì aspira l'aria è provoca porosità). Per a saldatura laser manuale, a portata tipica hè di 7L/min. Un flussu eccessivu move i contaminanti in u bagnu fusu, compromettendu a purezza di u gasu - selezziunate a portata curretta.
15. Posizione di u focu laser
Posizione di focu: U puntu u più chjucu, a più alta energia - aduprate persaldatura à puntio esigenze di dimensione minima di u puntu à bassa energia (vede a Figura 8-8).
Sfocatura negativa: Puntu più grande (aumenta cù a distanza da u focu) - adattatu per a saldatura cuntinua à penetrazione profonda è a saldatura à punti profonda.
Sfocatura pusitiva: Spot più grande (aumenta cù a distanza da u focu) - adattatu per a sigillatura di superfici o a saldatura cuntinua à bassa penetrazione.
Cuntrollu per a saldatura à penetrazione cumpleta: Un ligeru cambiamentu di culore nantu à u spinu indica una bona qualità; i marchi / penetrazioni evidenti causanu spruzzi o scanalature prufonde in a saldatura cuntinua. Ajustate u focu, l'energia è a forma d'onda basenduvi nantu à i campioni. Aduprate punti più chjuchi per i materiali più fini per evità a brusgiatura.
Data di publicazione: 21 d'aostu 2025
