Πρώτον, η βασική αρχή της μηχανής συγκόλλησης με λέιζερ
Στην καρδιά μιας μηχανής συγκόλλησης λέιζερ βρίσκεται μια εξαιρετικά συγκεντρωμένη δέσμη ενέργειας που παράγεται από μια πηγή φωτός λέιζερ, η οποία συνήθως παράγεται από μια γεννήτρια λέιζερ και εστιάζει σε μια πολύ μικρή περιοχή από ένα εξελιγμένο οπτικό σύστημα. Οι πηγές φωτός λέιζερ μπορεί να είναι διαφορετικών τύπων, όπως λέιζερ στερεάς κατάστασης (π.χ. Nd:YAG, λέιζερ ινών), λέιζερ αερίου (π.χ. λέιζερ CO2) ή λέιζερ ημιαγωγών.
1. Μετατροπή και μετάδοση ενέργειας λέιζερ
Πρώτον, η μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ παράγει το λέιζερ μέσω ενός μέσου διέγερσης (π.χ. μια λάμπα xenon που εκπέμπει φως από έναν κρύσταλλο Nd:YAG που κινείται από υψηλή τάση ή μια ίνα ντοπαρισμένης σπάνιας γαίας σε ένα λέιζερ ινών που διεγείρεται από μια πηγή φωτός αντλίας ). Η δέσμη λέιζερ περνά μέσα από μια σειρά από κάτοπτρα και στοιχεία ρύθμισης οπτικής διαδρομής για να διασφαλίσει ότι είναι ευθυγραμμισμένη και εστιασμένη, και τελικά προσκρούει στην επιφάνεια άρθρωσης του υλικού που πρόκειται να συγκολληθεί με ένα σημείο πολύ υψηλής πυκνότητας ισχύος.
2. Τρόπος συγκόλλησης θερμικής αγωγιμότητας και βαθιάς διείσδυσης
Η διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ χωρίζεται σε δύο βασικούς τύπους ανάλογα με την ενεργειακή πυκνότητα:
Συγκόλληση θερμικής αγωγιμότητας: Όταν η πυκνότητα ισχύος λέιζερ είναι χαμηλή (περίπου μικρότερη από 10^4 ~ 10^5 W/cm²), η ενέργεια λέιζερ μεταδίδεται κυρίως στο εσωτερικό του υλικού μέσω της αγωγιμότητας θερμότητας, έτσι ώστε η επιφάνεια του υλικού τήκεται και σχηματίζεται μια ρηχή λιωμένη λίμνη και στη συνέχεια πραγματοποιείται η συγκόλληση. Αυτή η λειτουργία είναι κατάλληλη για τη συγκόλληση υλικών λεπτών φύλλων ή εξαρτημάτων ακριβείας, η ταχύτητα συγκόλλησης είναι σχετικά χαμηλή, αλλά η ακρίβεια είναι υψηλή.
Συγκόλληση βαθιάς διείσδυσης λέιζερ: Όταν η πυκνότητα ισχύος λέιζερ αυξάνεται σε περισσότερο από 10^5 ~ 10^7 W/cm², η δέσμη λέιζερ μπορεί γρήγορα να θερμάνει την επιφάνεια του υλικού στη θερμοκρασία εξάτμισης, σχηματίζοντας ένα "φαινόμενο οπής". Η πίεση ατμών σε υψηλή θερμοκρασία οδηγεί το περιβάλλον μέταλλο να ρέει, δημιουργώντας μια βαθιά, στενή λιμωμένη λίμνη σε σχήμα κλειδαρότρυπας. Το λιωμένο μέταλλο ρέει πίσω γύρω από την κλειδαρότρυπα, ψύχεται και στερεοποιείται για να σχηματίσει έναν ισχυρό συγκολλημένο σύνδεσμο, ο οποίος χαρακτηρίζεται από βαθιά διείσδυση, υψηλή ταχύτητα και μεγάλο λόγο διαστάσεων.
3. Έλεγχος και βελτιστοποίηση
Στη διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ, είναι απαραίτητο να ελέγχετε με ακρίβεια τη θέση της εστίασης λέιζερ, την ταχύτητα συγκόλλησης, την ισχύ του λέιζερ και την προστατευτική ατμόσφαιρα. Τα συστήματα παρακολούθησης και ανάδρασης ενέργειας σε πραγματικό χρόνο διασφαλίζουν μια σταθερή και αξιόπιστη διαδικασία συγκόλλησης με βέλτιστη διείσδυση, ελάχιστη επηρεαζόμενη από τη θερμότητα ζώνη και ιδανική μορφολογία ραφής συγκόλλησης.