Как решить проблему разбрызгивания при сварке лазерным сварочным аппаратом?

Брызги — распространенная, но серьезная проблема при лазерной сварке. Брызги, определяемые как выброс капель расплавленного металла из сварочной ванны, не только портят внешний вид поверхности, но также могут прилипать к оптическим компонентам, увеличивая затраты на техническое обслуживание и даже вызывая необратимые повреждения. Чтобы устранить или свести к минимуму разбрызгивание, необходим систематический подход, охватывающий параметры, процесс, подготовку материала и защитный газ.

1. Оптимизация параметров

 

а. Мощность против скорости  

Чрезмерная мощность лазера является основной причиной разбрызгивания. Когда мощность превышает поглощающую способность материала, быстрое испарение создает сильную силу отдачи, которая выбрасывает капли. Например, при сварке алюминия высокая мощность приводит к резкому испарению магния с низкой температурой кипения, вызывая сильные брызги. Скорость движения не менее важна: слишком быстрая скорость сокращает время взаимодействия, локально концентрируя энергию и вызывая мгновенное испарение; слишком медленная скорость приводит к чрезмерному нагреву, что снова приводит к разбрызгиванию. Для тонких листов уменьшите мощность и увеличьте скорость; для толстых листов разумно увеличивайте мощность при настройке скорости, чтобы сохранить провар без перегрева.

б. Регулировка расфокусировки  

Расфокусировка существенно меняет распределение энергии на заготовке. Мягкая положительная дефокусировка увеличивает пятно и снижает пиковую интенсивность, предотвращая локальный перегрев и разбрызгивание. Экспериментальные испытания на тонкой нержавеющей фольге показывают, что выбор правильного расстояния положительной расфокусировки может сократить количество брызг почти вдвое, сохраняя при этом целостность сварного шва.

2. Улучшения процесса

а. Управление нарастанием/снижением темпа  

Брызги часто возникают в точках начала и окончания дуги, где энергия резко меняется. Внедрение контролируемого линейного изменения мощности — медленное увеличение до заданного значения в начале и постепенное снижение в конце — позволяет избежать теплового удара. В производстве автомобильных компонентов эта логика плавного пуска/плавного останова позволила сократить разбрызгивание в начальной и конечной точках более чем на 30 %, улучшив общее качество шва.

б. Совместное проектирование и монтаж  

Плохая геометрия соединения или чрезмерный зазор приводят к неравномерному поглощению энергии и нестабильности ванны расплава. Слишком широкий зазор позволяет лазерной энергии просачиваться, создавая неконтролируемый столб расплава и брызги. И наоборот, сложные формы канавок могут привести к дефокусировке луча. Создавайте соединения с одинаковыми узкими зазорами и симметричными канавками, чтобы балка была центрирована, а бассейн устойчив.

3. Обращение с материалами и защитный газ

а. Подготовка поверхности  

Масло, ржавчина и пыль испаряются или сгорают под балкой, вызывая скачки давления и брызги. Обезжирьте специальными очистителями и удалите оксидные слои механической щеткой или травлением. Было доказано, что чистые поверхности уменьшают количество брызг на 40–60 %.

б. Выбор и расход защитного газа  

Аргон или гелий высокой чистоты изолируют ванну расплава, подавляют окисление и сдувают пары и брызги. Скорость потока должна соответствовать толщине материала и скорости движения: слишком низкая скорость не защитит ванну; слишком высокий уровень его беспокоит. Для тонких листов достаточно 8–12 л/мин; для толстых пластин типична 15–25 л/мин. Расходомеры, откалиброванные по конкретному соплу и зазору, обеспечивают постоянство.

Заключение  

Разбрызгивание при лазерной сварке можно систематически контролировать путем оптимизации параметров, уточнения технологических последовательностей, подготовки поверхностей материала и точной настройки защитного газа. Среди доступных марок сварочные аппараты PDKJ выделяются передовыми системами отображения параметров, стабильной подачей энергии и удобным обслуживанием — все это, как доказано, минимизирует разбрызгивание.

Чтобы увидеть технологию PDKJ в действии, посетите нас на выставке EMO Hannover 2025, 22–26 сентября, зал 13, стенд F21. Посетите живые демонстрации, проконсультируйтесь с нашими инженерами по применению и откройте новые возможности для безупречной сварки.

Если у вас есть требования к сварочному аппарату, пожалуйста, свяжитесь с г-жой Чжао.

Электронная почта: pdkj@gd-pw.com

Телефон: +86- 13631765713