Laserverbindingstechnologie, ofwel laserlassen, maakt gebruik van een krachtige laserstraal om de bestraling van het materiaaloppervlak te focussen en te reguleren. Het materiaaloppervlak absorbeert de laserenergie en zet deze om in warmte-energie, waardoor het materiaal plaatselijk opwarmt en smelt. Vervolgens koelt het af en stolt het, waardoor homogene of ongelijke materialen met elkaar verbonden worden. Het laserlasproces vereist een laservermogensdichtheid van 10.4tot 108W/cm2Vergeleken met traditionele lasmethoden heeft laserlassen de volgende voordelen.
Laserverbindingstechnologie, ofwel laserlassen, maakt gebruik van een krachtige laserstraal om de bestraling van het materiaaloppervlak te focussen en te reguleren. Het materiaaloppervlak absorbeert de laserenergie en zet deze om in warmte-energie, waardoor het materiaal plaatselijk opwarmt en smelt. Vervolgens koelt het af en stolt het, waardoor homogene of ongelijke materialen met elkaar verbonden worden. Het laserlasproces vereist een laservermogensdichtheid van 10.4tot 108W/cm2Vergeleken met traditionele lasmethoden heeft laserlassen de volgende voordelen.
1-plasmawolk, 2-smeltend materiaal, 3-sleutelgat, 4-fusiediepte
Door de aanwezigheid van het sleutelgat zal de laserstraal, na bestraling van de binnenkant van het sleutelgat, de absorptie van de laser door het materiaal verhogen en de vorming van het smeltbad bevorderen na verstrooiing en andere effecten. De twee lasmethoden worden hieronder vergeleken.
De bovenstaande afbeelding toont het laserlasproces van hetzelfde materiaal en dezelfde lichtbron. Het energieomzettingsmechanisme vindt uitsluitend plaats via het sleutelgat. Het sleutelgat en het gesmolten metaal nabij de wand van het gat bewegen mee met de voortschrijdende laserstraal. Het gesmolten metaal duwt het sleutelgat weg van de achtergebleven lucht om het te vullen en vormt na condensatie een lasnaad.
Als het te lassen materiaal een verschillend metaal is, hebben de verschillen in thermische eigenschappen een grote invloed op het lasproces. Denk hierbij aan verschillen in smeltpunt, warmtegeleidingscoëfficiënt, soortelijke warmtecapaciteit en uitzettingscoëfficiënt van de verschillende materialen. Dit leidt tot lasspanning, lasvervorming en veranderingen in de kristallisatieomstandigheden van het lasmetaal, waardoor de mechanische eigenschappen van de las afnemen.
Daarom heeft het lasproces, afhankelijk van de verschillende kenmerken van de lasomgeving, zich ontwikkeld tot laserlaslassen, lasersolderen, dubbelstraalslaserlassen, lasercomposietlassen, enzovoort.
Laserdraadlassen
Bij het laserlassen van aluminium-, titanium- en koperlegeringen zorgt de lage absorptie van laserlicht (<10%) in deze materialen ervoor dat het fotogegenereerde plasma een zekere afscherming van het laserlicht ondervindt. Hierdoor kan gemakkelijk spatten ontstaan, wat kan leiden tot defecten zoals porositeit en scheuren. Bovendien wordt de laskwaliteit ook beïnvloed wanneer de afstand tussen de werkstukken groter is dan de diameter van de lasplek tijdens het sputteren van dunne platen.
Om de bovengenoemde problemen op te lossen, kan een beter lasresultaat worden verkregen door gebruik te maken van toevoegmateriaal. Het toevoegmateriaal kan draad of poeder zijn, of er kan een vooraf ingestelde methode worden gebruikt. Door de kleine, gefocuste lasplek wordt de las smaller en krijgt deze na het aanbrengen van het toevoegmateriaal een licht bolle vorm aan het oppervlak.
Lasersolderen
In tegenstelling tot smeltlassen, waarbij twee te lassen onderdelen tegelijkertijd smelten, wordt bij solderen een vulmateriaal met een lager smeltpunt dan het basismateriaal aan het lasoppervlak toegevoegd. Dit vulmateriaal smelt vervolgens om de opening te vullen bij een temperatuur die lager is dan het smeltpunt van het basismateriaal en hoger dan het smeltpunt van het vulmateriaal, waarna het smeltmateriaal condenseert tot een solide lasverbinding.
Solderen is geschikt voor warmtegevoelige micro-elektronische apparaten, dunne platen en vluchtige metalen materialen.
Verder kan het worden onderverdeeld in zacht solderen (<450 °C) en hard solderen (>450 °C), afhankelijk van de temperatuur waarbij het soldeermateriaal wordt verhit.
Laserlassen met dubbele straal
Dubbelstraalslassen maakt flexibele en gemakkelijke controle van de laserbestralingstijd en -positie mogelijk, waardoor de energieverdeling kan worden aangepast.
Het wordt hoofdzakelijk gebruikt voor laserlassen van aluminium- en magnesiumlegeringen, het lassen van verbindings- en overlapplaten voor auto's, lasersolderen en diepsmelten.
De dubbele straal kan worden verkregen door twee onafhankelijke lasers of door straalsplitsing met een straalsplitser.
De twee laserstralen kunnen een combinatie zijn van lasers met verschillende tijdsdomeinkarakteristieken (gepulst versus continu), verschillende golflengten (midden-infrarood versus zichtbaar licht) en verschillende vermogens, die kunnen worden gekozen op basis van het te bewerken materiaal.
4. Lasercomposietlassen
Omdat laserlassen met één warmtebron uitsluitend als warmtebron wordt gebruikt, heeft dit type lassen een lage energieomzettingsgraad en benuttingsgraad. Bovendien is de lasnaad tussen het basismateriaal en het werkstuk gevoelig voor uitlijningsproblemen, poriën en scheuren. Om deze problemen op te lossen, kunnen de verwarmingseigenschappen van andere warmtebronnen worden gebruikt om de laserwarmte op het werkstuk te versterken. Dit wordt doorgaans lasercomposietlassen genoemd.
De belangrijkste vorm van lasercomposietlassen is het combineren van laser- en elektrische booglassen, waarbij het 1 + 1 > 2-effect als volgt is.
na de laserstraal in de buurt van de aangelegde boog,de elektronendichtheid is aanzienlijk verminderd.De plasmawolk die door het laserlassen wordt gegenereerd, wordt verdund, waardoorkan de laserabsorptiesnelheid aanzienlijk verbeterenDe boogontlading tijdens het voorverwarmen van het basismateriaal zal de absorptiesnelheid van de laser verder verhogen.
2. het hoge energiegebruik van de boog en het totaalHet energieverbruik zal toenemen..
3. Het werkingsgebied van laserlassen is klein, waardoor de laspoort gemakkelijk verkeerd uitgelijnd kan raken, terwijl de thermische werking van de boog groot is, watVerminder de uitlijningsfout van de laspoort.TegelijkertijdDe laskwaliteit en de efficiëntie van de boog worden verbeterd.vanwege het focusserende en geleidende effect van de laserstraal op de boog.
4. Laserlassen kenmerkt zich door een hoge piektemperatuur, een grote warmtebeïnvloede zone, snelle afkoeling en stolling, maar kan gemakkelijk leiden tot scheuren en poriën. Bij booglassen is de warmtebeïnvloede zone daarentegen klein, waardoor de temperatuurgradiënt, afkoeling en stollingssnelheid worden verlaagd.kan de vorming van poriën en scheuren verminderen en elimineren..
Er zijn twee gangbare vormen van laserbooglassen voor composietmaterialen: laser-TIG-lassen (zoals hieronder weergegeven) en laser-MIG-lassen.
Er bestaan ook andere lasmethoden, zoals laserlassen, plasmalassen, laserlassen en inductielassen.
Over MavenLaser
Maven Laser is de leider in de industriële toepassing van lasers in China en een toonaangevende leverancier van wereldwijde laserbewerkingsoplossingen. We begrijpen de ontwikkelingstrends in de maakindustrie door en door, verrijken voortdurend ons product- en oplossingsaanbod en blijven streven naar integratie van automatisering, informatisering en intelligentie in de maakindustrie. We leveren laserlasapparatuur, lasermarkeerapparatuur, laserreinigingsapparatuur en lasersnijapparatuur voor goud- en zilversieraden voor diverse industrieën, inclusief complete vermogensseries, en breiden continu onze invloed op het gebied van laserapparatuur uit.
Geplaatst op: 13 januari 2023
