¿Alguna vez se ha preguntado cómo un pequeño desplazamiento del punto focal de un láser puede transformar una soldadura? En la soldadura láser, el desenfoque -la distancia entre la pieza de trabajo y el punto focal del láser- desempeña un papel crucial a la hora de determinar la calidad de la soldadura. Este artículo profundiza en cómo los desenfoques positivos y negativos afectan a la penetración, la forma y la eficacia general de la soldadura. Al comprender estos efectos, aprenderá a optimizar los ajustes de soldadura para diferentes materiales y a lograr resultados precisos.
Desenfoque es el término utilizado para describir la distancia entre la superficie de una pieza y el punto focal.
Cuando el punto focal se encuentra por encima de la pieza, se denomina desenfoque positivo. En cambio, cuando el punto focal se encuentra por debajo de la pieza, se denomina desenfoque negativo.
La densidad de potencia en el centro del foco láser es demasiado alta, por lo que es susceptible de evaporarse en agujeros. La distribución de la densidad de potencia es relativamente uniforme en cada plano alejado del enfoque láser.
En teoría, cuando la distancia entre los planos de desenfoque positivo y negativo y el plano de soldadura es igual, la densidad de potencia en el plano correspondiente debería ser aproximadamente la misma.
Sin embargo, en la práctica, esto da lugar a diferentes penetraciones y formas de soldadura. Durante el desenfoque negativo, la densidad de potencia interna del material es mayor que la de la superficie, lo que provoca una fusión y vaporización más fuertes. Esto permite que la energía luminosa penetre más profundamente en el material, lo que da lugar a una mayor penetración.
La cantidad de desenfoque debe ser negativa 1-2mm.
Efecto del desenfoque en la forma de la soldadura
El material a soldar es acero inoxidable de 6mm de espesor, con una potencia de 5kW y un velocidad de soldadura de 96 cm/min. A medida que disminuye la cantidad de desenfoque, la penetración aumenta y entra en la profundidad soldadura por penetración escenario.
Por otro lado, cuando la cantidad de desenfoque es grande, la penetración es mínima y la soldadura se encuentra en la fase de conducción del calor.
Efecto del desenfoque en la penetración, la anchura y la sección transversal de la soldadura
La cantidad de desenfoque se refiere a la distancia entre el foco y la superficie de la pieza. Si el foco está situado por encima de la pieza, se considera un desenfoque positivo. Si el foco está situado por debajo de la pieza, se considera un desenfoque negativo. El desenfoque negativo es ventajoso para aumentar la penetración de la soldadura.
Influencia en la calidad de soldadura.
Soldadura láser normalmente requiere una cantidad específica de desenfoque, ya que la densidad de potencia en el centro del foco láser es demasiado alta, lo que la hace susceptible de evaporarse en agujeros. La distribución de la densidad de potencia es más uniforme en cada plano alejado del foco láser.
Según la teoría de la óptica geométrica, cuando la distancia entre los planos de desenfoque positivo y negativo y el plano de soldadura es igual, la densidad de potencia en el plano correspondiente debe ser aproximadamente la misma.
Sin embargo, en la realidad, la forma del baño de fusión es diferente. Cuando se utiliza un desenfoque negativo, se puede conseguir una penetración más profunda debido al proceso de formación del baño de fusión. Experimentalmente, el desenfoque negativo se utiliza cuando se desea una gran profundidad de penetración, mientras que el desenfoque positivo se utiliza cuando se sueldan materiales finos.