Quais fatores afetam a soldagem por penetração profunda a laser?

Como um dos dois modos básicos de soldagem a laser (o outro é a soldagem por condução de calor), a soldagem a laser de penetração profunda é cada vez mais amplamente utilizada. A fim de obter maiores benefícios de soldagem de penetração profunda a laser, este artigo resume os principais fatores de influência deste método de soldagem, incluindo densidade de potência do laser, velocidade de soldagem, posição focal, gás de proteção, folga de montagem da junta da peça, natureza do material e outros aspectos, para ajudar os usuários a buscar benefícios e evitar danos e fazer o melhor uso de lasers e equipamentos a laser.

1 Densidade de potência do laser

A premissa da soldagem de penetração profunda é focar o ponto do laser para que ele tenha uma densidade de potência suficientemente alta, de modo que a densidade de potência do laser tenha uma influência decisiva na formação da solda. A potência do laser controla a profundidade de penetração e a velocidade de soldagem ao mesmo tempo. Para um feixe de laser de um determinado diâmetro, quando a potência do laser é aumentada, a profundidade de penetração se aprofunda e a velocidade de soldagem aumenta.

Geralmente, há um valor crítico para a potência do laser que atinge uma certa profundidade de penetração de soldagem. Quando esse valor crítico é atingido, a poça de fusão ferve violentamente e, quando excede o valor crítico, a profundidade de penetração diminui drasticamente. Além disso, devido à força do vapor de metal, pequenos orifícios serão formados na poça de fusão, e pequenos orifícios são a chave para a soldagem por penetração profunda.

A densidade de potência do ponto focal não é apenas proporcional à potência do laser, mas também relacionada ao feixe de laser e aos parâmetros do caminho óptico de foco.

2 Velocidade de soldagem

Durante a soldagem por penetração profunda, a velocidade de soldagem é inversamente proporcional à profundidade de penetração. Se a velocidade de soldagem for aumentada, mantendo a potência do laser inalterada, a entrada de calor diminuirá e a profundidade de penetração também diminuirá. Portanto, reduzir adequadamente a velocidade de soldagem pode aumentar a profundidade de penetração, mas uma velocidade muito baixa causará fusão excessiva do material e penetração da solda na peça de trabalho. Portanto, para uma potência de laser específica e uma espessura e tipo de material específicos, existe uma faixa de velocidade de soldagem adequada para obter a profundidade máxima de penetração.

3 Posição de foco

Durante a soldagem por penetração profunda, a posição do foco é crucial para manter uma densidade de potência suficiente. A mudança na posição relativa do foco e da superfície da peça afeta diretamente a largura e a profundidade da solda. Somente quando o foco está localizado em uma posição adequada na superfície da peça de trabalho, a solda pode formar uma seção paralela e obter a profundidade máxima de penetração.

4 Gás de proteção

O gás de proteção tem duas funções: 1) Excluir o ar na área de soldagem local para proteger a superfície de trabalho da oxidação; 2) Suprimir a geração de nuvens de plasma durante a soldagem a laser de alta potência.

5 Folga da junta da peça de trabalho

A folga entre as peças e a folga de montagem está diretamente relacionada à profundidade de penetração e à largura da solda da peça soldada. Na soldagem por fusão profunda, se a folga da junta exceder o tamanho do ponto, a soldagem não poderá ser realizada; se a folga da junta for muito pequena, às vezes o processo produzirá efeitos indesejáveis, como placas sobrepostas e fusão difícil; se a folga da junta for muito grande, é muito fácil de soldar; A soldagem lenta pode compensar alguns defeitos de solda causados por lacunas muito grandes, enquanto a soldagem de alta velocidade estreita a solda e tem requisitos de montagem mais rígidos.

6 Natureza material

A absorção do laser pelo material da peça determina a eficiência da soldagem a laser. Existem dois fatores que afetam a taxa de absorção do material ao laser: 1) Resistividade do material. Depois de medir a taxa de absorção da superfície polida de diferentes materiais, verifica-se que a taxa de absorção do material ao laser é proporcional à raiz quadrada da resistividade, e a resistividade muda com a temperatura; 2) O estado da superfície do material tem uma influência mais importante na taxa de absorção do feixe e, portanto, tem um efeito significativo no efeito de soldagem.

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