Prozessparameter und Anwendungsbereiche des Laserschweißens
(1) Leistungsdichte
Die Leistungsdichte ist einer der kritischsten Parameter bei der Laserbearbeitung. Mit einer höheren Leistungsdichte kann die Oberflächenschicht innerhalb eines Mikrosekunden-Zeitbereichs auf den Siedepunkt erhitzt werden, was zu einer großen Verdampfung führt. Daher ist eine hohe Leistungsdichte für die Materialentfernungsverarbeitung wie Stanzen, Schneiden und Gravieren von Vorteil. Bei geringerer Leistungsdichte dauert es einige Millisekunden, bis die Oberflächentemperatur den Siedepunkt erreicht. Bevor die Oberflächenschicht verdampft, erreicht die Bodenschicht den Schmelzpunkt, wodurch sich leicht eine gute Schmelzschweißung bildet. Daher liegt beim leitenden Laserschweißen die Leistungsdichte im Bereich von 104 bis 106 W / cm².
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(2) Laserpulswellenform
Die Laserpulswellenform ist ein wichtiges Thema beim Laserschweißen, insbesondere beim Blechschweißen. Wenn ein hochintensiver Laserstrahl auf die Oberfläche des Materials trifft, werden 60 bis 98% der Laserenergie auf der Metalloberfläche reflektiert und gehen verloren, und das Reflexionsvermögen ändert sich mit der Oberflächentemperatur. Während eines Laserpulses ändert sich das Reflexionsvermögen des Metalls stark.
(3) Laserpulsbreite
Die Impulsbreite ist einer der wichtigen Parameter beim Impulslaserschweißen. Es ist nicht nur ein wichtiger Parameter, der sich von der Materialentfernung und dem Schmelzen des Materials unterscheidet, sondern auch ein Schlüsselparameter, der die Kosten und das Volumen der Verarbeitungsausrüstung bestimmt.
(4) Einfluss der Defokussierungsmenge auf die Schweißqualität
Da die Leistungsdichte in der Mitte des Laserspots zu hoch ist, kann sie leicht in ein Loch verdampfen. In jeder vom Laserfokus entfernten Ebene ist die Leistungsdichteverteilung relativ gleichmäßig. Es gibt zwei Defokussierungsmethoden: positive Defokussierung und negative Defokussierung. Befindet sich die Brennebene über dem Werkstück, handelt es sich um eine positive Defokussierung, andernfalls um eine negative Defokussierung. Gemäß der Theorie der geometrischen Optik ist die Leistungsdichte auf den entsprechenden Ebenen ungefähr gleich, wenn der Abstand zwischen der positiven und der negativen Defokusebene und der Schweißebene gleich ist, aber tatsächlich ist die Form des erhaltenen geschmolzenen Pools unterschiedlich. Wenn der Defokus negativ ist, kann eine größere Eindringtiefe erhalten werden, die mit dem Bildungsprozess des geschmolzenen Pools zusammenhängt.
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Anwendungsbereiche des Laserschweißens
Das Laserschweißen hat ein breites Anwendungsspektrum in der Fertigungsindustrie, Pulvermetallurgie, Automobilindustrie, Elektronikindustrie und anderen Bereichen.