Untersuchung des Einflusses von Defokussierung beim Laserschweißen

1. Auswirkung der Defokussierung auf das Laserschweißen

Als Defokus bezeichnet man den Abstand zwischen der Oberfläche eines Werkstücks und dem Brennpunkt.

Auswirkung von Defokussierung auf das Laserschweißen

Befindet sich der Brennpunkt oberhalb des Werkstücks, spricht man von positivem Defokus. Befindet sich der Brennpunkt hingegen unterhalb des Werkstücks, spricht man von negativem Defokus.

Auswirkung der Defokussierung auf die Schweißnahtform

2. Auswahl des Defokussierungsgrades

Die Leistungsdichte in der Mitte des Laserfokus zu hoch ist, so dass es zu Löchern verdampfen kann. Die Verteilung der Leistungsdichte ist auf jeder Ebene relativ gleichmäßig, weg vom Laserfokus.

Wenn der Abstand zwischen positiver und negativer Defokusebene und der Schweißebene gleich ist, sollte die Leistungsdichte in der entsprechenden Ebene theoretisch ungefähr gleich sein.

In der Praxis führt dies jedoch zu unterschiedlichen Schweißnahtdurchdringungen und -formen. Bei negativer Defokussierung ist die innere Leistungsdichte des Materials höher als die der Oberfläche, was zu stärkerem Schmelzen und Verdampfen führt. Dadurch kann die Lichtenergie tiefer in das Material eindringen, was zu einer größeren Durchdringung führt.

3. Einfluss der Defokussierung auf das Schweißen

Die Unschärfe sollte 1-2 mm betragen.

Auswirkung der Defokussierung auf Einbrand, Schweißnahtbreite und Querschnitt

Auswirkung der Defokussierung auf die Schweißnahtform

Das zu schweißende Material ist 6 mm dicker rostfreier Stahl, mit einer Leistung von 5 kW und einer Schweißgeschwindigkeit von 96 cm/min. Mit abnehmendem Defokussierungsgrad nimmt die Penetration zu und dringt in die Tiefe vor. Durchschweißung Bühne.

Ist der Defokussierungsgrad hingegen groß, ist der Einbrand minimal und die Schweißung befindet sich in der Wärmeleitungsphase.

Defokussierung auf Einbrand, Schweißnahtbreite und Querschnitt

Auswirkung der Defokussierung auf Einbrand, Schweißnahtbreite und Querschnitt

4. Zusammenfassung

Der Defokusbetrag bezieht sich auf den Abstand zwischen dem Fokus und der Oberfläche des Werkstücks. Befindet sich der Fokus oberhalb des Werkstücks, wird er als positiver Defokus betrachtet. Befindet sich der Fokus unterhalb des Werkstücks, spricht man von einem negativen Defokus. Ein negativer Defokus ist vorteilhaft für die Erhöhung des Einschweißgrades.

Einfluss auf die Schweißqualität.

Laserschweißen erfordert in der Regel eine bestimmte Defokussierung, da die Leistungsdichte in der Mitte des Laserfokus zu hoch ist, was dazu führt, dass sie in Löcher verdampft. Die Verteilung der Leistungsdichte ist auf jeder Ebene außerhalb des Laserfokus gleichmäßiger.

Nach der Theorie der geometrischen Optik sollte die Leistungsdichte in der entsprechenden Ebene annähernd gleich sein, wenn der Abstand zwischen positiver und negativer Defokusebene und der Schweißebene gleich ist.

In der Realität ist die Form des Schmelzesees jedoch anders. Bei negativem Defokus kann aufgrund des Entstehungsprozesses des Schmelzbades ein tieferer Einbrand erreicht werden. Experimentell wird ein negativer Defokus verwendet, wenn eine große Einbrandtiefe gewünscht wird, während ein positiver Defokus beim Schweißen dünner Materialien eingesetzt wird.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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