1. Šilumos įvadas
Suvirinant lazeriu energija tiekiama koncentruoto lazerio spindulio pavidalu. Šią energiją sugeria metalo paviršius ir paverčia šiluma. Sumašilumos įvedimaspriklauso nuo kelių veiksnių:
Lazerio galia
Suvirinimo greitis
Spindulio fokusavimas
Medžiagos savybės
Didesnė lazerio galia arba lėtesnis suvirinimo greitis padidina šilumos patekimą, o geresnis fokusavimas užtikrina labiau koncentruotą energijos tiekimą. Skirtingos medžiagos skirtingai sugeria lazerio energiją, priklausomai nuo jų atspindžio ir šilumos laidumo.
2. Išlydyto baseino (suvirinimo baseino) susidarymas
Kai lazeris šildo metalinį paviršių, jis pasiekia lydymosi tašką ir sudaro aišlydytas baseinas. Išlydyto baseino forma ir dydis priklauso nuo:
Lazerio energijos tankis
Kontakto trukmė
Šilumos laidumas per aplinkinę medžiagą
Įgilaus įsiskverbimo suvirinimas, energijos tankis yra toks didelis, kad metalas išgaruoja ir susidaro siaura rakto skylutė, leidžianti lazeriui prasiskverbti giliau. Įšilumos laidumo suvirinimas, energija mažesnė, o tik paviršius tirpsta nesudarant rakto skylutės.
Išlydytas metalas teka baseine dėl paviršiaus įtempimo, gravitacijos ir atatrankos slėgio dėl metalo garavimo. Norint išvengti tokių defektų kaip poringumas ar netolygios suvirinimo siūlės, labai svarbu tinkamai valdyti šį dinaminį elgesį.
3. Kietėjimo procesas
Lazerio spinduliui nutolus, šiluma išsisklaido, o išsilydęs baseinas pradeda vėsti irsukietėti. Kietėjimo procesas turi įtakos galutinei suvirinimo siūlės mikrostruktūrai, stiprumui ir išvaizdai.
Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos kietėjimui, yra šie:
Aušinimo greitis: Greitesnis aušinimas gali lemti smulkesnes mikrostruktūras ir tvirtesnes suvirinimo siūles.
Lydinio sudėtis: Skirtingi elementai kietėja esant skirtingoms temperatūroms, o tai gali turėti įtakos grūdelių struktūrai.
Šiluminiai gradientai: Netolygus aušinimas gali sukelti įtempimą, įtrūkimus arba iškraipymus.
Šilumos tiekimo ir aušinimo greičio valdymas užtikrina, kad suvirinimo siūlė kietėtų sklandžiai be vidinių defektų.
Išvada
Lazerinio suvirinimo energijos perdavimo mechanizmas apima tris pagrindinius etapus: šilumos įvedimą, išlydyto baseino susidarymą ir kietėjimą. Kiekvienas etapas atlieka svarbų vaidmenį nustatant suvirinimo kokybę. Suprasdami ir kontroliuodami šiuos procesus, gamintojai gali pasiekti tvirtesnių, švaresnių ir patikimesnių suvirinimo siūlių.
--Rayther Laser Lyra Zhang