Lazer Kaynak Makineleri

Lazer güç yoğunluğu:Lazer güç yoğunluğu, birim alan başına düşen lazer gücünü ifade eder.
Güç Yoğunluğu (W/c㎡)=4*Lazer Darbe Enerjisi (J)/π Nokta Çapı (cm)²*Darbe Genişliği (s) Nokta Çapı (mm)=[Odaklama Odak Uzaklığı (mm)/Lazer Kafası Kolimasyonu Odak Uzaklığı (mm)]*Optik Fiber Çekirdek Çapı (mm) 1cm=10mm=10000um

Lazer gücü:Lazer kaynaklama, lazer enerji yoğunluğu eşiği 104-106W/cm²'nin varlığında, bu değerin altında, lazer enerjisinin metal tarafından emilmesi, yalnızca malzeme yüzey sıcaklığının artmasına neden olabilir, ancak katı fazı değişmeden korur, değere ulaşıldığında veya aşıldığında, füzyon derinliği önemli ölçüde artacaktır. Yalnızca iş parçasındaki lazer güç yoğunluğu eşik değerini (malzemeye bağlı) aştığında, füzyon kaynağının derinliğinin sabitlenmesini işaretleyen bir plazma üretilir. Lazer gücü eşik değerine ulaşırsa, yalnızca iş parçasında yüzey erimesi meydana gelir, yani kaynak sabit bir ısı iletim tipinde gerçekleşir. Lazer güç yoğunluğu, küçük deliklerin oluşumu için kritik koşul olan 106 W/cm² civarında olduğunda, derin erime ve ısı iletim kaynağı dönüşümlü olarak gerçekleşir ve kaynak işlemi dengesiz hale gelir ve nüfuz derinliğinde büyük dalgalanmalara yol açar. Lazer derin erime kaynağında, lazer gücü hem nüfuz derinliğini hem de kaynak hızını kontrol eder. Kaynak derinliği doğrudan ışın güç yoğunluğuyla ilişkilidir ve olay ışın gücü ve ışın odak noktasının bir fonksiyonudur. Genel olarak, belirli bir lazer ışını çapı için, ışın gücü arttıkça nüfuz derinliği de artar.

Lazer Darbe Genişliği Dalga Formu:Genel olarak konuşursak, lazer işlenmiş malzemenin yüzeyinde etki etmeye başladığında, yansıtma yüksektir ve malzemenin yüzey sıcaklığı erime noktasına yükseldiğinde, yansıtma hızla azalır. Malzemenin yüzey sıcaklığı erime durumunda olduğunda, yansıtma belirli bir değerde sabitlenir. Bu nedenle, yüksek yansıtıcı malzemeyi kaynak yaparken, bir kare dalga sürdürülürse (gerekli enerji paslanmaz çelikten çok daha yüksektir), bakır yansıtma aşamasının başlangıcı yüksektir, ışığın çoğu yansıtılır, bakır sıcaklığının ikinci aşaması yansıtmayı artırır, bakır enerji emmeye başlar, bu süre hala çok yüksek bir enerji ise, bakırın sıcaklığı kaynama noktasına kadar ısıtılabilir, bu da kaynak kararsızlığının oluşmasına neden olabilir, bu nedenle dalga biçiminde yavaş bir düşüş olan bir ön Spike kullanmak gerekir.

Miktarı odak dışı bırakmak:Odaklanmama, kaynak sırasında kaynak yüzeyinden odaklanmış lazer ışınının en küçük noktasına olan mesafedir. İki tür odaklamama vardır: pozitif odaklamama ve negatif odaklamama. Şekilde gösterildiği gibi, iş parçasının üzerinde bulunan odak düzlemi pozitif odaklamamadır ve bunun tersi negatif odaklamamadır. Odaklanmama miktarını değiştirmek, lazer ısıtma noktasının boyutunu ve ışının olay koşulunu değiştirebilir. Tek bir odaklamama miktarı, nokta çapını büyütmek, noktanın üzerindeki güç yoğunluğunu azaltmak ve böylece füzyon derinliğini azaltmak için çok büyüktür. Odaklanmama miktarı yalnızca iş parçasının yüzeyindeki nokta çapının boyutunu etkilemekle kalmaz, aynı zamanda ışın olay yönünü, kaynak modunu vb. de etkiler ve böylece kaynak şekli, erimiş havuz ve kesit alanı üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir.

Kaynak hızı:Kaynak hızı, zaman birimi başına ısı girişini etkiler. Kaynak hızı çok yavaşsa, ısı girişi çok büyük olur ve bu da iş parçasının yanmasına neden olur; kaynak hızı çok hızlıysa, ısı girişi çok küçük olur ve bu da iş parçasının kaynaklanmasına neden olur. Belirli bir lazer gücü altında, kaynak hızını artırın, ısı girişi azalır, kaynak derinliği azalır. Kaynak hızının uygun şekilde azaltılması, füzyon derinliğini artırabilir, ancak kaynak hızı çok düşükse, füzyon derinliği artmaz, bunun yerine eriyik genişliğini artırır.

Koruyucu gaz:Lazer kaynak işlemi genellikle erimiş havuzu korumak için inert gazlar kullanır, bazı malzemeler kaynak yaparken yüzey oksidasyonu dikkate alınmaz, ancak çoğu uygulama için genellikle helyum, argon, azot ve diğer gazlar koruma için kullanılır, böylece kaynak işlemindeki iş parçası oksidasyondan korunur. Koruyucu gazların kullanımının ikinci rolü, odaklama merceğini metal buharı kirliliğinden ve sıvı damlacık püskürtmesinden korumaktır. Özellikle yüksek güçlü lazer kaynakta, ejektası çok güçlü hale geldiğinden, bu sırada merceği korumak çok gereklidir. Koruyucu gazın üçüncü rolü, yüksek güçlü lazer kaynak tarafından üretilen plazma kalkanını dağıtmaktır, çok etkilidir. Metal buharı lazer ışınını emer ve bir plazma bulutuna iyonize olur ve metal buharının etrafındaki koruyucu gaz da ısı nedeniyle iyonize olur. Çok fazla plazma varsa, lazer ışını plazma tarafından bir dereceye kadar tüketilir. Plazma, füzyon derinliğini daha sığ ve kaynak havuzu yüzeyini daha geniş hale getiren ikinci bir enerji kaynağı olarak çalışma yüzeyinde bulunur. Plazma bulutunun eriyik derinliği üzerindeki etkisi düşük kaynak hızı bölgesinde en belirgindir. Kaynak hızı arttırıldığında etkisi azalır.

Kaynak Malzemeleri:Lazer ışınının malzeme tarafından emilimi, emilim oranı, yansıtıcılık, ısıl iletkenlik, erime sıcaklığı, buharlaşma sıcaklığı vb. gibi malzemenin bazı önemli özelliklerine bağlıdır ve bunların en önemlisi emilim oranıdır. Malzemenin lazer ışınını emilimini etkileyen faktörler iki yönü içerir: birincisi, malzemenin elektrik direnç katsayısı, malzemenin cilalı yüzeyinin emilim oranını ölçtükten sonra, malzemenin emilim oranının sıcaklığa göre değişen elektrik direnç katsayısının kareköküne orantılı olduğu bulunur; ikincisi, malzemenin yüzey durumu (veya bitiş derecesi) ışının emilim oranı üzerinde daha önemli bir etkiye sahiptir ve bu da kaynak etkisi üzerinde önemli bir etkiye sahip olacaktır.