Wie sich die Laserleistung auf das Schweißen auswirkt: Erläutert

Lesen Sie diesen Artikel mit den folgenden Fragen:

  • Was ist der Schweißnahtformungsfaktor? Wie wird er berechnet?
  • Was ist die Grundlage für die Wahl der Laserausgangsleistung bei Laserschweißen?
  • Welche Auswirkungen hat eine Verringerung der Laserleistung auf den Einbrand und die erreichbare Schweißgeschwindigkeit?

1. Prinzip des Doppelstrahlschweißens

Klassifizierung des Laserschweißens

1) Je nach Leistungsdichte und Schweißnahtbildungsverhalten:

  • Wärmeleitungsschweißen: Leistungsdichte (Laserausgangsleistung / Brennfleckfläche) < 105W/cm2
  • Tiefes EinschweißenLeistungsdichte > 106W/cm2

2) Entsprechend dem Laserausgangsmodus:

  • Impulslaserschweißen
  • Kontinuierliches Laserschweißen
Schematische Darstellung des gepulsten Laserschweißens und des kontinuierlichen Laserschweißens

Abb. 1 Schematische Darstellung der gepulstes Laserschweißen und kontinuierliches Laserschweißen

2. Auswahl der Laserleistung P

Die Wahl von P (Laserleistung) hängt von der Dicke des Blechs ab. P bestimmt die Leistungsdichte des Punktes und beeinflusst sowohl die Eindringtiefe als auch die Schweißgeschwindigkeit.

Kurve der Leistungsdichte und der Metalltemperatur mit der Zeit

Abb.2 Kurve der Leistungsdichte und der Metalltemperatur mit der Zeit

3. Auswirkung der Laserleistung auf die Penetration

Wie in der Abbildung dargestellt, ist die Eindringtiefe umso größer, je größer die Leistung (P/kw) ist, und umgekehrt.

Verhältnis zwischen Laserdurchdringung und Leistung

Abb. 3 Zusammenhang zwischen Laserdurchdringung und Leistung

4. Einfluss der Laserleistung auf die Schweißgeschwindigkeit

Ergänzende Wissenspunkte:

Der Formfaktor einer Schweißnaht ist in GB/T3375-1994 definiert als das Verhältnis zwischen der Schweißnahtbreite (B) und der berechneten Schweißnahtdicke (H) im Querschnitt einer einzelnen Schweißnaht (φ = B/H), wie in Abbildung 4 dargestellt.

Ein kleiner Formfaktor führt zu einer schmalen und tiefen Schweißnaht. In der Mitte der Schweißnaht kommt es jedoch aufgrund der regionalen Seigerung zu einer höheren Konzentration von Verunreinigungen und einer schlechteren thermischen Rissbeständigkeit. Daher sollte der Formfaktor nicht zu klein sein.

Zum Beispiel sollte der Formfaktor der Schweißnaht größer als 1,3 sein, d. h. die Breite der Schweißnaht sollte mindestens das 1,3-fache der berechneten Dicke der Schweißnaht betragen.

Laserleistung und Geschwindigkeit bestimmen die Schweißnahtbildung

Abb. 4 Laserleistung und Geschwindigkeit bestimmen die Schweißnahtbildung

Verhältnis zwischen Schweißgeschwindigkeit und Laserleistung

Abb. 5 Zusammenhang zwischen Schweißgeschwindigkeit und Laserleistung

5. Beziehung zwischen Laserleistung, Schweißgeschwindigkeit und Eindringtiefe

Veränderungen des Einbrandes und der Schweißgeschwindigkeit von kohlenstoffarmen Stählen bei unterschiedlichen Leistungen

Abb. 6 Veränderungen des Einbrandes und der Schweißgeschwindigkeit von kohlenstoffarmem Stahl bei unterschiedlichen Leistungen

Zusammenfassung:

Die Laserschweißleistung bestimmt die Leistungsdichte des Schweißpunktes und steuert die Eindringtiefe und die Schweißgeschwindigkeit. Mit zunehmender Laserleistung nehmen sowohl die Schweißgeschwindigkeit als auch die Einbrandtiefe zu.

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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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