Lazer Kaynağı, Özellikleri ve Çalışma Prensibi

Lazer kaynağının özellikleri, çalışma prensibi hakkında bilgilendirici yazıya ait konu başlıkları:

Lazer Kaynağı Nedir?

Lazer kaynağı, bir kaynak oluşturmak için bir lazer ışını kullanarak metalleri veya termoplastikleri birleştirmek için kullanılan bir işlemdir.

Lazer ışını malzemeyi erime noktasına kadar ısıtarak iki malzemenin birbirine kaynaşmasına neden olur. Bu işlem tipik olarak metalleri birleştirmek için kullanılır, ancak plastikler ve kompozitler gibi diğer malzemeler üzerinde de kullanılabilir.

Lazer kaynağı, hassasiyet, ulaşılması zor alanlara kaynak yapma yeteneği, gözeneksiz ve diğer kusurlardan arınmış yüksek kaliteli kaynak dahil olmak üzere diğer kaynak yöntemlerine göre çeşitli avantajlar sunar.

Hassasiyet ve kalitenin kritik olduğu havacılık, otomotiv ve tıbbi cihazlar gibi sektörlerde sıklıkla kullanılır.

Odaklanmış Yüksek Enerji

Lazer kaynağı, ışığı çok küçük bir noktaya odaklayarak yüksek enerji yoğunluğu elde eder.

Dar Isı Etkisi Bölgesi

Lazer kaynağı, geleneksel kaynak yöntemlerine göre çok daha dar bir ısıdan etkilenen bölge (HAZ) oluşturur.

Yüksek Kaynak Hızı

Lazer kaynağı, odaklanmış enerjisi sayesinde dakikada metrelerce hızda kaynak yapılmasına imkan tanır.

Lazer kaynağının özellikleri

Yüksek güçlü lazerlerin araştırılması ve geliştirilmesi ile lazer kaynak teknolojisi, başlıca aşağıdaki özelliklerinden dolayı birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır:

1- Derinlik, Yüksek hız ve Az Deformasyon.

2- Kaynak cihazı basit ve esnektir: Tezgah tipi lazer ve el tipi lazer kaynak cihazları vardır. Oda sıcaklığında veya özel koşullar altında kaynak yapılabilir ve kaynak ortamı için yüksek gereksinimlere sahip değildir. Optik fiber ile uzun mesafeli, ulaşılması zor parçaları kaynaklamak mümkündür. Robot cihaz üzerine montajı kolaydır.

3- Yüksek güç yoğunluğu: titanyum alaşımları gibi refrakter malzemeleri kaynak edebilen önemli bir eriyik derinliğine ve yüksek güç yoğunluğuna sahiptir.

4- Yüksek enerji yoğunluğu sebebiyle yüksek hızlı kaynak için uygundur.
5- Elektrotların, aletlerin vb. aşınma ve yıpranma tüketimi yoktur.
6- Çevre kirliliğine yol açmaz.
7- Lazer çıkış odak uzunluğunu ve kaynak noktası konumunu değiştirmek kolaydır.

Lazer Kaynağının Çalışma Prensibi

İletim Modu Lazer Kaynağı

İletim modu kaynağı, daha düşük güç ve nispeten düşük bir enerji yoğunluğu kullanılarak elde edilir. (105W/cm2’den az) Lazer ışını sadece malzemenin yüzeyinde emilir ve malzemeye nüfuz etmez. İletim sınırlı kaynaklar daha sonra genellikle yüksek bir genişlik-derinlik oranı sergiler.

İletim modunda kaynak, malzemeler eriyene, birlikte akana ve katılaşana kadar parçaları basitçe ısıtır.

Sonuçlar bir tür sürekli nokta kaynağı olduğundan, yüksek mukavemet gerektirmeyen birleştirmeler için iyidir. İletim kaynakları pürüzsüz ve estetik açıdan hoştur ve tipik olarak derinliklerinden daha geniştirler. Bu da işlemi ince cidarlı malzemeleri birleştirmek ve nokta kaynağı için çok uygun hale getirir

lazer iletim kaynağı — Lazer kaynağı iletim modu

Lazer Derin Füzyon Kaynağı (Anahtar Deliği Kaynağı) Prensibi

Bu mod derin, dar kaynaklar oluşturur. Bazıları buna sızma modu diyor. Yapılan kaynaklar normalde geniş kaynaklardan daha derin ve iletim modu kaynaklarından daha güçlüdür.

Lazer ışını, tipik olarak 106-107 W/cm2 den daha fazla güç yoğunluğu üretmek için yeterince küçük bir noktaya odaklandığında, ışın yolundaki malzeme, iletim yoluyla önemli miktarda ısı uzaklaştırılmadan önce sadece erimez, aynı zamanda buharlaşır.

Odaklanmış lazer ışını daha sonra iş parçasına nüfuz ederek ‘anahtar deliği’ adı verilen metal buharla dolu bir boşluk oluşturur. Bu buharla dolu delik, gelen ışın enerjisinin neredeyse tamamını emen siyah bir cisim gibidir ve delik boşluğunun içindeki denge sıcaklığı yaklaşık 2500℃’ye ulaşır.

Isı, bu yüksek sıcaklıktaki deliğin dış duvarından aktarılır ve delik boşluğunu çevreleyen metalin erimesine neden olur.

Küçük delik, ışık demetinin ışınlaması altında duvar malzemesinin sürekli buharlaşmasıyla üretilen yüksek sıcaklıktaki buharla doldurulur.

Küçük deliğin dört duvarı erimiş metali çevreler ve sıvı metal katı malzeme ile çevrilidir (oysa çoğu geleneksel kaynak işleminde ve lazer iletim kaynağında, enerji önce iş parçasının yüzeyinde biriktirilir ve ardından iç kısma taşınır. aktarılarak).

lazer derin füzyon kaynağı — Tezgah tipi lazer kaynağı ile kaynaklama

Delik duvarlarının dışındaki sıvı akışı ve duvar yüzey gerilimi, delik boşluğunun içinde sürekli olarak üretilen buhar basıncı ile dinamik dengede tutulur.

Kiriş sürekli olarak küçük deliğe girer ve deliğin dışındaki malzeme sürekli olarak akar. Kiriş hareket ettikçe, küçük delik her zaman kararlı bir akış halindedir. Yani delik ve delik duvarını çevreleyen ergimiş metal ön kirişin ileri hızı ile ileri doğru hareket eder ve ergimiş metal hareketli deliğin bıraktığı boşluğu doldurarak onunla birlikte yoğunlaşır ve dikiş oluşur.

Bütün bunlar o kadar hızlı gerçekleşir ki, kaynak hızı dakikada birkaç metreye kolaylıkla ulaşabilir.

lazer kaynağı — El tipi Lazer kaynağı ile kaynak yapılışı

Anahtar deliği modu kaynakları inanılmaz derecede güçlüdür ve derin penetrasyon ve yapısal kaynaklar için uygundur.

Konuyla İlgili Sorular

Lazer ışını çok küçük bir noktaya odaklanabildiği için son derece hassas ve dar bir kaynak bölgesi oluşturur. Bu hassasiyet, ulaşılması zor veya küçük parçalarda geleneksel yöntemlerin veremeyeceği bir kalite sağlar.

Dar ısı bölgesi, kaynak yapılan malzemenin çevresindeki kısımların daha az ısınması anlamına gelir. Bu da parçanın şeklinin bozulma (deformasyon) riskini azaltır ve malzemenin orijinal özelliklerini korumasına yardımcı olur.

İlgili Yazılar