Arbeitsprinzip der Laserschweißmaschine

Das Arbeitsprinzip der Laserschweißmaschine beruht hauptsächlich auf dem stark konzentrierten Energiestrahl, der von der Laserlichtquelle erzeugt wird und die normalerweise von einem Lasergenerator erzeugt und durch eine Reihe von präzise optischen Systemen in einen sehr kleinen Bereich fokussiert wird. Laserschweißmaschinen verwenden verschiedene Arten von Laserlichtquellen wie Festkörperlasern (wie ND, Faserlasern) oder Halbleiterlaser, um Laserstrahlen durch Aufregung des Mediums zu erzeugen. Der Laserstrahl durchläuft eine Reihe von Reflektoren und optischen Pfadanpassungselementen, um ihre Kollimation und Fokussierung zu gewährleisten, und bestrahlt schließlich die Gelenkfläche des Materials, das mit einem Fleck mit sehr hoher Leistungsdichte geschweißt werden soll. ‌

Während des Schweißverfahrens werden Laserschweißmaschinen gemäß verschiedenen Energiedichten in zwei Grundtypen unterteilt:

‌Heat Leitungsschweißen: Wenn die Laserkraftdichte niedrig ist (ungefähr weniger als 10^4 ~ 10^5 W/cm²), wird die Laserenergie hauptsächlich in die Innenseite des Materials übertragen, sodass die Oberfläche des Materials schmilzt und einen flachen geschmolzenen Pool bildet, der zum Schweißen von Dünnplattenmaterialien oder Präzisionsteilen geeignet ist. Die Schweißgeschwindigkeit ist relativ langsam, aber die Präzision ist hoch.
‌Laser Deep Penetration Schweißen ‌: Wenn die Laserleistungendichte auf über 10^5 ~ 10^7 W/cm² erhöht wird, kann der Laserstrahl die Oberfläche des Materials schnell auf die Verdampftemperatur erhitzen und einen "Locheffekt" bilden. Der Hochtemperaturdampfdruck treibt das umgebende Metall zum Fließen und bildet einen tiefen und schmalen, schlüssellochförmigen, geschmolzenen Pool. Das geschmolzene Metall fließt um das Schlüsselloch zurück und verfestigt sich nach dem Abkühlen und bildet ein starkes geschweißtes Gelenk, das die Eigenschaften von tiefem Penetration, hoher Geschwindigkeit und großem Seitenverhältnis aufweist.
‌ Die Anwendungsvorteile von Laserschweißmaschinen umfassen hohe Präzision, hohe Geschwindigkeit und niedrige Verformung. Die genauen Positionierungs- und Fokussierungsfähigkeiten des Laserstrahls ermöglichen ein Präzisionsschweißen auf Mikronebene, das besonders für den Schweißbedarf von Mikro- und komplexen Strukturen geeignet ist. Im tiefen Penetrationsschweißmodus ist der geschmolzene Pool aufgrund der konzentrierten Laserenergie klein und tief, die Schweißgeschwindigkeit schnell und die Produktionseffizienz hoch. Im Vergleich zu herkömmlichen Schweißmethoden ist der Wärmeeingang des Laserschweißens kontrollierbar, wodurch die Wärmespannung und Deformation während des Schweißens verringert werden.