Исследование влияния расфокусировки на лазерную сварку

1. Влияние расфокусировки на лазерную сварку

Дефокус - это термин, используемый для описания расстояния между поверхностью заготовки и точкой фокусировки.

Когда точка фокусировки находится над заготовкой, это называется положительным дефокусом. С другой стороны, когда фокусная точка расположена под заготовкой, это называется отрицательным дефокусом.

2. Выбор величины расфокусировки

Плотность мощности в центре лазерного фокуса слишком высока, что делает ее склонной к испарению в отверстия. Распределение плотности мощности относительно равномерно в каждой плоскости, удаленной от лазерный фокус.

Теоретически, когда расстояние между положительной и отрицательной плоскостями дефокусировки и плоскостью сварки одинаково, плотность мощности на соответствующих плоскостях должна быть примерно одинаковой.

Однако на практике это приводит к различным проплавлениям и формам сварного шва. При отрицательной расфокусировке внутренняя плотность энергии в материале выше, чем на поверхности, что приводит к более сильному плавлению и испарению. Это позволяет световой энергии проникать глубже в материал, что приводит к большему проплавлению.

3. Влияние расфокусировки на сварку

Величина расфокусировки должна быть отрицательной 1-2 мм.

Влияние расфокусировки на форму сварного шва

Свариваемый материал - нержавеющая сталь толщиной 6 мм, мощность 5 кВт и скорость сварки 96 см/мин. По мере уменьшения величины расфокусировки проникающая способность увеличивается и достигает глубины сварка проплавлением этап.

С другой стороны, когда величина расфокусировки велика, проплавление минимально, и сварка находится на стадии теплопроводности.

Влияние расфокусировки на проплавление, ширину и поперечное сечение сварного шва

4. Резюме

Величина расфокусировки означает расстояние между фокусом и поверхностью заготовки. Если фокус расположен над заготовкой, это считается положительной дефокусировкой. Если фокус расположен под заготовкой, это считается отрицательным расфокусом. Отрицательная расфокусировка выгодна для увеличения провара.

Влияние на качество сварки.

Лазерная сварка Обычно требуется определенная величина расфокусировки, так как плотность мощности в центре лазерного фокуса слишком высока, что делает ее склонной к испарению в отверстия. Распределение плотности мощности более равномерно на каждой плоскости вдали от лазерного фокуса.

Согласно теории геометрической оптики, когда расстояние между плоскостями положительной и отрицательной дефокусировки и плоскостью сварки одинаково, плотность мощности на соответствующих плоскостях должна быть примерно одинаковой.

Однако в реальности форма расплавленного бассейна отличается. При использовании отрицательной расфокусировки можно добиться более глубокого проплавления благодаря процессу формирования расплавленной ванны. Экспериментально отрицательная расфокусировка используется, когда требуется большая глубина проплавления, а положительная расфокусировка используется при сварке тонких материалов.