Система лазерной сварки состоит из лазера, передающего оптического волокна, коллимирующей фокусирующей головки или гальванометра и т.д. Свет из оптического волокна расходится и должен быть коллимирован в параллельный свет с помощью коллимирующей линзы, а затем сфокусирован фокусирующей линзой (эффект увеличительного стекла). Ключевые параметры при отладке лазерного процесса включают: мощность, скорость, величину дефокусировки и защитный газ.

В общем, перед определением параметров для заготовки необходимо сначала определить скорость обработки. Для этого требуется общение с заказчиком, чтобы определить скорость на основе их потребностей. Например, если есть требования к времени производственного цикла и выходу продукции, приблизительную скорость можно определить, работая в обратном направлении. Затем можно внести корректировки в процесс на основе этого.

Как правило, чрезмерная скорость приведет к V-образной характеристике, как показано на изображении.

Мощность: Это относится к мощности лазерной сварки, обычно устанавливаемой через форму сигнала. Лазерная сварка — это процесс преобразования энергии, включающий подачу и поглощение тепла. Поэтому управление формой сигнала и мощностью требует обширного опыта. Различные материалы, толщины, типы сварных швов и оборудование будут отличаться. Для достижения оптимальной производительности необходимо внимательно следить за энергией; изменения формы сигнала влияют на изменение удельной энергии. Программное обеспечение обычно включает эту настройку, которую можно контролировать для накопления знаний о том, как различные материалы влияют на изменения энергии. Контроль трещин, как правило, требует большего опыта. Металлографические характеристики, соответствующие мощности при сварке прямым швом, — это глубина и ширина шва. Если глубина и ширина шва слишком малы, увеличьте энергию; если они слишком велики, уменьшите энергию.

Различные уровни мощности напрямую влияют на глубину плавления, как показано на рисунке, который является металлографической диаграммой глубины плавления при разных уровнях энергии.

Недостаточная энергия часто приводит к частичным или неполным сварным швам, как показано на изображении. Плавится только небольшой поверхностный слой с очень мелким проникновением, что затрудняет выполнение требований процесса.

Дефокусировка: Во-первых, удельная энергия лазерного луча неравномерна в каждой точке. Энергия наиболее сконцентрирована в фокусе, что приводит к минимальному размеру пятна (меньшая зона действия лазера, более концентрированная энергия). Поэтому все настройки параметров имеют смысл только после определения фокальной точки. Поиск фокальной точки является ключевым и технически сложным заданием.

Защитный газ: Существует множество типов защитных газов. На промышленных производственных линиях обычно используется азот для контроля затрат, в то время как аргон является основным газом, используемым в лабораториях. Также применяются гелий и другие инертные газы. В общем, эти два газа обычно используются в особых ситуациях. Поскольку лазерная сварка — это процесс с высокой температурой и интенсивной реакцией, металл плавится и испаряется. Металл крайне активен при высоких температурах, и при контакте с кислородом происходит бурная реакция, вызывающая большое количество брызг и шероховатую, неровную поверхность шва. Поэтому защитный газ используется для создания бескислородной среды в небольшой зоне (около расплавленной ванны), чтобы предотвратить бурные окислительные реакции, которые могут привести к плохому качеству шва и шероховатой внешней поверхности.

Если защитный газ слишком велик, он сдувает расплавленный бассейн; если слишком мал, он не сможет эффективно защитить расплавленный бассейн от кислорода. Его необходимо гибко регулировать в зависимости от условий работы на месте.