¡La relación entre la penetración de la soldadura láser y la energía de la línea de soldadura!

Debido a la presencia de poros dentro de los materiales de metalurgia en polvo, su fuerza de Unión es mucho menor que la de los materiales de fundición. Bajo la condición de asegurar la penetración de soldadura, la entrada mínima de energía de la línea debe ser utilizada para reducir la zona afectada por el calor de soldadura. 

La energía de la línea de soldadura es la energía por unidad de longitud del láser que actúa en la dirección de soldadura, que es un parámetro importante para si la energía se utiliza efectivamente. Las condiciones del proceso de penetración total de la soldadura de penetración profunda por láser, la curva de penetración total está relacionado con el espesor de la placa. Para placas gruesas, la curva de soldadura de penetración profunda estable debe incluir la curva de penetración total. Con el fin de estudiar la influencia de la energía de la línea de soldadura en los resultados de la soldadura, se investiga la relación entre la entrada de energía por unidad de longitud de la soldadura láser de los materiales de Co polvo (en lo sucesivo denominada energía de línea) y la profundidad de fusión. La energía de la línea de soldadura W (unidad kj/cm) se define como W=P/v

Donde P es la potencia láser incidente en la superficie de la pieza, y v es la velocidad de soldadura.

El láser de CO2 EFA51 y el sistema de enfoque f/5 se utilizaron para realizar experimentos con placas de muestra sinteride puro Co con espesde 3 mm y 4 mm, respectivamente. La llama de plasma sobre el agujero pequeño es comprimida por gas He sopllateral, y el flujo de gas está en un ángulo de 45 º con respecto a la superficie de la pieza. El soplprincipal de gas argprotege la piscina fundida, y la soldadura posterior con un ancho uniforme en la parte posterior se considera como una soldadura completamente penetrada.

La entrada de calor para la soldadura de penetración total es una función tanto de la potencia del láser como de la velocidad de soldadura. Cuando la potencia del láser es constante, se puede obtener una velocidad de soldadura con una entrada de calor mínima. Del mismo modo, cuando la velocidad de soldadura es constante, también se puede obtener una potencia de entrada de calor mínima. A medida que la potencia del láser y la velocidad de soldadura aumentan en una cierta proporción, se puede obtener una soldadura estrecha y profunda y la entrada de calor disminuye. A medida que la velocidad de soldadura disminuye y la potencia aumenta, la penetración de soldadura se vuelve más superficial.

La potencia láser de la máquina de soldadura láser se toma como 0.8-1.3 kW, la velocidad de soldadura y la cantidad de desenfoque se ajustan, y el espesor de la placa es de 3mm#39; Para obtener una penetración completa, se obtienen una serie de líneas de energía bajo condiciones de penetración total. Los resultados muestran que cuando la potencia del láser es de 1.2 kW, la energía de línea W tiene un valor mínimo, en el cual v=15 mm/s, W=0.8 kj/cm, y la relación entre anchura y profundidad de la soldadura es la mayor. Otros experimentos bajo la condición de 0,6 kj/cm de energía de línea encontraron que la penetración de soldadura cambia con la potencia del láser. Bajo las mismas condiciones de entrada de energía de la línea, la penetración de soldadura aumenta con el aumento de la potencia del láser, mientras que la anchura de soldadura se mantiene casi sin cambios. Por lo tanto, para el método de soldadura basado en el efecto estenopo, el aumento de la densidad de potencia del láser tiene un efecto más obvio en el aumento de la penetración de soldadura que la reducción de la velocidad de soldadura.

Al analizar la soldadura en la superficie de una muestra de 4 mm de espesor, se encuentra que hay varios puntos dispersos correspondientes entre la penetración de la soldadura y la energía de la línea. La curva de envolde energía de la línea de soldadura, es decir, la curva de la energía de línea mínima, se muestra en la figura. La expresión matemática de la curva de envolse obtiene a través del cálculo y análisis

H = -0. 32 + 3.6W0.25

Donde, H es la profundidad de penetración de soldadura (mm), y W es la energía de la línea (k/cm).

Los datos de un parámetro dado en una soldadura real que cae en esta curva pueden ser considerados como un buen estado de parámetro. Si los datos seleccionados están por debajo de la curva envolvente en la figura, se puede considerar que la eficiencia de utilización de energía de este sistema de soldadura es baja, lo que requiere un análisis de si es causada por el sistema de transmisión láser o sistema de enfoque y otros factores. Vale la pena señalar que en la mayoría de la soldadura láser de penetración profunda, los datos seleccionados están ligeramente por debajo de la curva de la figura, pero estos parámetros de soldadura siguen siendo aceptables. Para la soldadura láser de penetración profunda, la alta potencia y la alta velocidad pueden mejorar la utilización efectiva del láser, y el uso de mayor potencia del láser puede obtener un rango de posición de enfoque más amplio para la soldadura de penetración profunda estable. Por supuesto, este aumento de la potencia del láser tiene un cierto límite, porque la potencia láser excesiva aumenta la absorción del láser por el plasma, lo que reduce la profundidad de penetración. De hecho, cuando la potencia del láser es muy pequeña, se puede obtener una mayor energía de línea reduciendo la velocidad de soldadura.

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