Ten eerste het basisprincipe van een laserlasmachine
Het hart van een laserlasmachine wordt gevormd door een zeer geconcentreerde energiebundel die wordt gegenereerd door een laserlichtbron. Deze wordt doorgaans gegenereerd door een lasergenerator en door een geavanceerd optisch systeem in een zeer klein gebied gefocusseerd. Laserlichtbronnen kunnen van verschillende typen zijn, zoals vastestoflasers (bijv. Nd:YAG, fiberlasers), gaslasers (bijv. CO₂-lasers) of halfgeleiderlasers.
1. Conversie en transmissie van laserenergie
Ten eerste genereert de laserlasmachine de laser via een excitatiemedium (bijvoorbeeld een xenonlamp die licht uitzendt van een Nd:YAG-kristal aangedreven door een hoge spanning, of een gedoteerde vezel van zeldzame aardmetalen in een vezellaser die wordt bekrachtigd door een pomplichtbron ). De laserstraal passeert een reeks spiegels en optische padaanpassingselementen om ervoor te zorgen dat deze wordt gecollimeerd en gefocusseerd, en raakt uiteindelijk het verbindingsoppervlak van het te lassen materiaal met een punt met een zeer hoge vermogensdichtheid.
2. Lasmodus voor thermische geleiding en diepe penetratie
Het laserlasproces is afhankelijk van de energiedichtheid in twee basistypen verdeeld:
Thermisch geleidingslassen: Wanneer de laservermogensdichtheid laag is (ongeveer minder dan 10^4 ~ 10^5 W/cm²), wordt de laserenergie voornamelijk door warmtegeleiding naar de binnenkant van het materiaal overgebracht, zodat het oppervlak van het materiaal wordt gesmolten en er wordt een ondiepe gesmolten poel gevormd, waarna het lassen wordt gerealiseerd. Deze modus is geschikt voor het lassen van dunne plaatmaterialen of precisieonderdelen, de lassnelheid is relatief langzaam, maar de nauwkeurigheid is hoog.
Laserlassen met diepe penetratie: Wanneer de vermogensdichtheid van de laser toeneemt tot meer dan 10^5 ~ 10^7 W/cm², kan de laserstraal het oppervlak van het materiaal snel verwarmen tot de verdampingstemperatuur, waardoor een "gateffect" ontstaat. De hoge temperatuur van de dampdruk zorgt ervoor dat het omringende metaal gaat stromen, waardoor een diep, smal, sleutelgatvormig gesmolten bad ontstaat. Het gesmolten metaal vloeit terug rond het sleutelgat, koelt af en stolt tot een sterke lasverbinding, die wordt gekenmerkt door diepe penetratie, hoge snelheid en grote aspectverhouding.
3. Controle en optimalisatie
Bij het laserlasproces is het essentieel om de positie van de laserfocus, de lassnelheid, het laservermogen en de beschermende atmosfeer nauwkeurig te controleren. Realtime monitoring- en energiefeedbacksystemen zorgen voor een stabiel en betrouwbaar lasproces met optimale penetratie, minimale hittebeïnvloede zone en ideale lasnaadmorfologie.