วิธีแก้ปัญหาการกระเด็นระหว่างการเชื่อมเครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์?

การกระเด็นเป็นปัญหาที่พบบ่อยแต่สำคัญในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ นิยามว่าเป็นการปล่อยหยดโลหะหลอมเหลวออกจากสระเชื่อม ซึ่งไม่เพียงแต่จะมีลักษณะพื้นผิวดาวอังคารเท่านั้น แต่ยังสามารถเกาะติดกับส่วนประกอบทางแสง ทำให้ต้นทุนการบำรุงรักษาเพิ่มขึ้น และแม้กระทั่งทำให้เกิดความเสียหายถาวร เพื่อกำจัดหรือลดการกระเด็นให้เหลือน้อยที่สุด จำเป็นต้องมีแนวทางที่เป็นระบบซึ่งครอบคลุมถึงพารามิเตอร์ กระบวนการ การเตรียมวัสดุ และก๊าซป้องกัน

1. การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์

 

ก. กำลังกับความเร็ว  

กำลังเลเซอร์ที่มากเกินไปเป็นตัวขับเคลื่อนหลักที่โปรยลงมา เมื่อพลังงานเกินความสามารถในการดูดซับของวัสดุ การกลายเป็นไออย่างรวดเร็วจะสร้างแรงถีบกลับอย่างรุนแรงซึ่งจะปล่อยหยดออกมา ตัวอย่างเช่น ในการเชื่อมอลูมิเนียม พลังงานสูงจะทำให้แมกนีเซียมที่มีจุดเดือดต่ำระเหยไปอย่างฉับพลัน ทำให้เกิดการกระเด็นอย่างรุนแรง ความเร็วในการเคลื่อนที่มีอิทธิพลพอๆ กัน กล่าวคือ เร็วเกินไปทำให้เวลาในการโต้ตอบสั้นลง มุ่งไปที่พลังงานในท้องถิ่น และทำให้เกิดการกลายเป็นไอทันที ช้าเกินไปจะทำให้ความร้อนมากเกินไปทำให้เกิดการกระเด็นอีกครั้ง สำหรับแผ่นบาง ให้ลดกำลังและเพิ่มความเร็ว สำหรับแผ่นหนา ให้เพิ่มกำลังอย่างรอบคอบในขณะที่ปรับความเร็วเพื่อรักษาการเจาะโดยไม่ร้อนเกินไป

ข. การปรับพร่ามัว  

การพร่ามัวจะเปลี่ยนแปลงการกระจายพลังงานบนชิ้นงานอย่างมาก การพร่ามัวเชิงบวกเล็กน้อยจะขยายจุดและลดความเข้มสูงสุด ป้องกันไม่ให้เกิดความร้อนสูงเกินและการกระเด็นเฉพาะจุด การทดลองทดลองกับฟอยล์สเตนเลสบางแสดงให้เห็นว่าการเลือกระยะพร่ามัวเชิงบวกที่ถูกต้องสามารถลดอัตราการกระเด็นได้เกือบครึ่งหนึ่งในขณะที่ยังคงรักษาความสมบูรณ์ของการเชื่อมไว้

2. การปรับปรุงกระบวนการ

ก. การควบคุมทางลาดขึ้น / ทางลาดลง  

โปรยลงมามักมีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของส่วนโค้งซึ่งพลังงานเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน การใช้ทางลาดจ่ายไฟแบบควบคุม โดยค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่ตั้งไว้เมื่อสตาร์ทและค่อยๆ ลดลงเมื่อสิ้นสุด จะช่วยหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน ในการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ ตรรกะการสตาร์ทแบบนุ่มนวล/การหยุดแบบนุ่มนวลนี้ลดการกระเด็นของจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดลง >30 % ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพตะเข็บโดยรวม

ข. การออกแบบร่วมกันและการปรับแต่ง  

รูปทรงข้อต่อที่ไม่ดีหรือมีช่องว่างมากเกินไปทำให้เกิดการดูดซับพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอและความไม่แน่นอนของบ่อหลอม ช่องว่างที่กว้างเกินไปจะทำให้พลังงานเลเซอร์รั่วไหล ทำให้เกิดคอลัมน์หลอมเหลวและการกระเด็นที่ไม่สามารถควบคุมได้ ในทางกลับกัน รูปร่างร่องที่ซับซ้อนอาจทำให้ลำแสงพร่ามัวได้ ออกแบบข้อต่อที่มีช่องว่างแคบและสม่ำเสมอและมีร่องที่สมมาตร เพื่อให้คานอยู่ตรงกลางและสระมีความมั่นคง

3. การจัดการวัสดุและป้องกันแก๊ส

ก. การเตรียมพื้นผิว  

น้ำมัน สนิม และฝุ่นระเหยหรือเผาไหม้ใต้ลำแสง ทำให้เกิดแรงดันพุ่งและกระเด็นใส่ ล้างไขมันด้วยน้ำยาทำความสะอาดเฉพาะและกำจัดชั้นออกไซด์โดยการแปรงเชิงกลหรือการดอง มีการแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวที่สะอาดสามารถลดการกระเด็นได้ 40 – 60 %

ข. การป้องกันการเลือกและการไหลของก๊าซ  

อาร์กอนหรือฮีเลียมที่มีความบริสุทธิ์สูงจะแยกสระที่หลอมละลาย ระงับการเกิดออกซิเดชัน และพัดไอและการกระเด็นออกไป อัตราการไหลต้องสอดคล้องกับความหนาของวัสดุและความเร็วในการเคลื่อนที่: อัตราการไหลต่ำเกินไปไม่สามารถป้องกันสระน้ำได้ สูงเกินไปรบกวนมัน สำหรับผ้าปูที่นอนบาง 8–12 ลิตร/นาทีก็เพียงพอแล้ว สำหรับจานหนา ปกติจะอยู่ที่ 15–25 ลิตร/นาที มิเตอร์วัดอัตราการไหลที่ปรับเทียบกับหัวฉีดเฉพาะและระยะแยกช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสม่ำเสมอ

บทสรุป  

การกระเด็นในการเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถควบคุมได้อย่างเป็นระบบโดยการปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสม ปรับแต่งลำดับกระบวนการ การเตรียมพื้นผิววัสดุ และปรับแต่งก๊าซป้องกันอย่างละเอียด ในบรรดาแบรนด์ต่างๆ ที่มีอยู่ ช่างเชื่อม PDKJ มีระบบการจับคู่พารามิเตอร์ขั้นสูง การจ่ายพลังงานที่เสถียร และการบำรุงรักษาที่ใช้งานง่าย ทั้งหมดนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยลดการกระเด็นได้

หากต้องการดูการทำงานของเทคโนโลยี PDKJ โปรดเยี่ยมชมเราได้ที่ EMO Hannover 2025 วันที่ 22–26 กันยายน ฮอลล์ 13 บูธ F21 สัมผัสประสบการณ์การสาธิตสด ปรึกษาวิศวกรด้านการใช้งานของเรา และปลดล็อกความเป็นไปได้ใหม่ๆ เพื่อการเชื่อมที่ไร้ที่ติ

หากคุณมีข้อกำหนดเกี่ยวกับเครื่องเชื่อม โปรดติดต่อ Ms. Zhao

อีเมล์: pdkj@gd-pw.com

โทรศัพท์: +86- 13631765713