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Principe de soudage de pénétration en profondeur de la machine à souder laser

Nombre Parcourir:6     auteur:Éditeur du site     publier Temps: 2021-05-19      origine:Propulsé

Le soudage profond de pénétration deMachine à souder laserutilise généralement le faisceau laser en fibre continue pour compléter la connexion de matériaux. Le processus physique métallurgique est très similaire au soudage à faisceau d'électrons, c'est-à-dire que le mécanisme de conversion d'énergie est complété par la structure \"Keyhole \". Sous une irradiation laser de densité de puissance suffisamment élevée, le matériau s'évapore et forme de petits trous. Ce trou rempli de vapeur est comme un corps noir, absorbant la quasi-totalité de l'énergie du faisceau incident.

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La température d'équilibre dans la cavité atteint environ 2500 ° C. La chaleur est transférée de la paroi extérieure de la cavité à haute température pour faire fondre le métal autour de la cavité. Les petits trous sont remplis de vapeur à haute température, qui est produite par évaporation continue du matériau de paroi sous l'irradiation du faisceau de rayonnement. Les quatre murs du petit trou sont entourés d'un métal en fusion et le métal liquide est entouré de matériaux solides (dans la plupart des procédés de soudage classiques et de soudage de conduction au laser, l'énergie est d'abord déposée sur la surface de la pièce et ensuite transmise à sa surface) .


Le flux de liquide en dehors de la paroi des pores et la tension superficielle de la couche de paroi conserve une balance dynamique avec la pression de vapeur générée en continu dans la cavité. Le faisceau lumineux pénètre continuellement dans le petit trou et le matériau à l'extérieur du petit trou coule continuellement.


Avec le mouvement de la poutre, le petit trou est toujours dans un état d'écoulement stable. En d'autres termes, le petit trou et le métal en fusion entourant la paroi du trou se déplacent à la vitesse avant de la poutre guidée et le métal fondu remplit l'espace laissé par le petit trou et se condense pour former une soudure. Tous les processus ci-dessus se produisent si vite que la vitesse de soudage peut facilement atteindre quelques mètres par minute.

A-soudage au laser-apprêt


Les paramètres de processus principaux du soudage de pénétration profonde au laser

(1) puissance laser. Il existe un seuil de densité d'énergie laser dans le soudage au laser. En dessous de cette valeur, la profondeur de pénétration est très peu profonde. Une fois cette valeur atteinte ou dépassée, la profondeur de pénétration sera considérablement augmentée. Ce n'est que lorsque la densité de puissance laser sur la pièce dépasse le seuil (liée au matériau), sera générée du plasma, qui marque la progression du soudage de pénétration de profondeur stable. Si la puissance laser est inférieure au seuil, seule la fonte de la surface de la pièce se produit, c'est-à-dire que le soudage est effectué avec un type de conductivité thermique stable.


Lorsque la densité de puissance laser est proche de la condition critique pour former de petits trous, le soudage de pénétration et la conduite de conduction profonde deviendront alternativement des procédés de soudage instables, entraînant de grandes fluctuations de pénétration. Dans le soudage de pénétration profonde au laser, la puissance laser contrôle simultanément la profondeur de pénétration et la vitesse de soudage. La pénétration de la soudure est directement liée à la densité de puissance du faisceau et fonctionne de la puissance de faisceau d'incident et de la mise au point de faisceau. De manière générale, pour un faisceau laser avec un certain diamètre, la profondeur de pénétration augmente à mesure que la puissance du faisceau augmente.



(2) Focalisation de faisceau. La taille du point de faisceau est l'une des variables les plus importantes du soudage au laser, car elle détermine la densité de puissance. Mais pour les lasers à haute puissance, bien qu'il existe de nombreuses techniques de mesure indirectes, sa mesure est toujours un problème difficile.


La taille de la limite de diffraction de mise au point de faisceau de mise au point peut être calculée en fonction de la théorie de la diffraction lumineuse, mais en raison de l'aberration de la lentille de focalisation, la taille du point réel est supérieure à la valeur calculée. La méthode de mesure réelle la plus simple est le procédé isothermique, qui utilise du papier épais pour brûler et pénétrer une plaque de polypropylène pour mesurer le point focal et le diamètre de la perforation. Cette méthode doit être pratiquée par la mesure pour maîtriser le temps d'action de la puissance et du faisceau laser.