laser welding working principle and application

In-depth understanding of laser welding: working principle and application

Глубокое понимание лазерной сварки: принципа работы и применения. Лазерная сварка — это процесс, в котором используется лазерный луч для соединения металлов или термопластов вместе, чтобы сформировать сварной шов. Как такой концентрированный источник тепла, лазерная сварка может выполняться с высокой скоростью сварки в метрах в минуту в тонких материалах, в то время как в более толстых материалах могут быть выполнены узкие и глубокие сварные швы между деталями с прямоугольными кромками.

2 режима лазерной сварки

Принцип лазерной сварки можно разделить на два принципиально разных режима работы. Это сварка теплопроводностью и лазерная сварка с глубоким проплавлением. Режим взаимодействия лазерного луча со свариваемым материалом будет зависеть от плотности мощности, при которой луч попадает на заготовку. При плотности мощности менее 104-105 Вт/см2 речь идет о сварке теплопроводностью. В это время глубина проплавления небольшая, а скорость сварки низкая; соотношение сторон.

Laser welding is usually done with a keyhole mechanism using higher power densities. When a laser beam is focused on a spot small enough, to produce a power density of typically >106-107 W/cm2, the material in the beam path not only melts but evaporates.A large amount of heat is then carried away by conduction. Focused laser beam It then penetrates the workpiece, creating a cavity known as the “keyhole”.It is filled with metal vapor. (which in some cases can even be ionized, forming a plasma).

Лазер с высокой плотностью мощности фокусируется на поверхности заготовки и испаряется, образуя небольшое отверстие. Это отверстие поглощает всю энергию падающего света. Тепло передается от внешней стенки высокотемпературной полости, чтобы расплавить металл, окружающий полость. В результате непрерывного испарения материала под действием лазерного луча образуется высокотемпературный пар. Поверхностное натяжение пристеночного слоя, образованного потоком жидкости вне стенки отверстия, находится в равновесии с постоянно генерируемым давлением пара в полости отверстия и поддерживает динамическое баланс.

Луч непрерывно входит в маленькое отверстие, а расплавленный металл, окружающий стенку отверстия, движется вперед вместе с ведущим лучом. Расплавленный металл заполняет зазор, оставленный маленьким отверстием, и конденсируется, образуя сварной шов.

Применение лазерной сварки

Лазерная сварка в основном используется в судостроении, автомобилестроении, аэрокосмической промышленности, машиностроении и многих других областях. Например, в автомобильной промышленности индивидуальная сварка листов может соединять стальные листы из разных материалов и толщины. Такой способ может снизить вес кузова автомобиля и сократить количество отходов материала. В авиационной промышленности фюзеляж самолета состоит из многих частей. Лазерная сварка заменяет традиционную технологию заклепочного соединения, что снижает вес фюзеляжа на 15%. В судостроении технология лазерной сварки отличается высокой эффективностью и большой глубиной проплавления. Такой способ может снизить нагрузку на сварку в доке и повысить точность изготовления.