De unieke voordelen van laserlastechnologie
1. Laserlastechnologie
Werkingsprincipe: Laseractieve media (zoals een mengsel van CO₂ en andere gassen, YAG-yttriumaluminiumgranaatkristallen, enz.) worden op een specifieke manier geëxciteerd, waardoor ze heen en weer gaan oscilleren binnen een resonantieholte en een gestimuleerde stralingsbundel genereren. Wanneer de bundel het werkstuk raakt, wordt de energie ervan geabsorbeerd. Lassen kan worden uitgevoerd zodra de temperatuur het smeltpunt van het materiaal bereikt.
2. Belangrijkste parameters vanLaserlastechnologie
(1) Vermogensdichtheid
Bij een lage vermogensdichtheid duurt het enkele milliseconden voordat de oppervlaktelaag het kookpunt bereikt. Voordat de oppervlaktelaag verdampt, smelt eerst de onderliggende laag, wat de vorming van hoogwaardige smeltlassen bevordert.
(2) Laserpulsgolfvorm
De reflectiviteit van metalen verandert dynamisch tijdens een laserpulscyclus. Deze daalt sterk zodra de oppervlaktetemperatuur het smeltpunt bereikt en stabiliseert op een constante waarde wanneer het oppervlak zich in gesmolten toestand bevindt.
(3) Laserpulsbreedte
Een langere pulsduur vermindert echter het piekvermogen. Daarom worden bij warmtegeleidingslassen doorgaans langere pulsen gebruikt, waardoor brede, ondiepe lasnaden ontstaan die bijzonder geschikt zijn voor het overlappen van dunne en dikke platen.
Desondanks kan een laag piekvermogen leiden tot overmatige warmte-inbreng. Elk materiaal heeft een optimale pulsbreedte die de laspenetratie maximaliseert.
(4) Defocushoeveelheid
(5) Onscherptemodi
Volgens de theorie van de geometrische optica is de vermogensdichtheid op vlakken die even ver van het lasoppervlak verwijderd zijn (bij positieve en negatieve defocusconfiguraties) nagenoeg gelijk. In de praktijk verschillen de resulterende smeltbadvormen echter enigszins. Negatieve defocus leidt tot een grotere laspenetratie, wat samenhangt met het mechanisme van smeltbadvorming.
(6) Lassnelheid
Voor een gegeven laservermogen en specifieke materiaaldikte bestaat er een optimaal lassnelheidsbereik, waarbinnen de maximale laspenetratie bij de corresponderende snelheidswaarde kan worden bereikt.
(7) Beschermgas
Beschermgas vervult drie belangrijke functies:
- Bescherm het smeltbad tegen atmosferische verontreiniging.
- Bescherm de focuslens tegen verontreiniging door metaaldampen en spatten van gesmolten druppels – een cruciale functie bij laserlassen met hoog vermogen, waar spatten zeer energiek zijn.
- Effectief verspreiden van de plasmawolk die ontstaat tijdens laserlassen met hoog vermogen. Metaaldamp absorbeert laserenergie en ioniseert tot plasma; een teveel aan plasma kan de energie van de laserstraal verzwakken.
3. Unieke effecten van laserlastechnologie
- Laszuiverend effect: Wanneer de laserstraal de lasnaad bestraalt, absorberen oxideverontreinigingen in het materiaal de laserenergie veel efficiënter dan het basismetaal. Deze verontreinigingen worden snel verhit, verdampt en afgevoerd, waardoor het gehalte aan verontreinigingen in de las aanzienlijk wordt verminderd. Zo wordt de lasnaad gezuiverd.laserlassenDit voorkomt niet alleen verontreiniging van het werkstuk, maar zuivert het materiaal ook actief.
- Foto-explosieschokeffect: Bij extreem hoge vermogensdichtheden veroorzaakt de intense laserstraling een snelle verdamping van metaal in de lasnaad. Onder de druk van de hogesnelheidsmetaaldamp ondergaat het gesmolten metaal in het smeltbad een explosieve spatvorming. De krachtige schokgolf plant zich diep in het materiaal voort en creëert een smal sleutelgat. Terwijl de laserstraal zich tijdens het lassen verplaatst, vult het omringende gesmolten metaal continu het sleutelgat en stolt het tot een sterke, diep doordringende las.
- Sleutelgateffect bij dieplassen: Wanneer een laserstraal met een vermogensdichtheid tot 10⁷ W/cm² het materiaal bestraalt, is de snelheid waarmee energie in de las wordt gebracht veel hoger dan de snelheid waarmee warmte verloren gaat door geleiding, convectie en straling. Dit veroorzaakt een snelle verdamping van het metaal in het door de laser bestraalde gebied, waardoor een sleutelgat in het smeltbad ontstaat onder hoge dampdruk.
Net als een astronomisch zwart gat absorbeert het sleutelgat vrijwel alle invallende laserenergie, waardoor de straal direct tot de bodem van het sleutelgat kan doordringen. De diepte van het sleutelgat bepaalt de indringdiepte van de las.
- Laserfocusseringseffect op de zijwanden van het sleutelgat: Tijdens de vorming van het sleutelgat in het smeltbad vallen laserstralen doorgaans onder een grote invalshoek op de zijwanden van het sleutelgat. Deze stralen reflecteren van de zijwanden en planten zich voort naar de bodem van het sleutelgat, wat resulteert in energiesuperpositie binnen het sleutelgat. Dit fenomeen, bekend als het focusseringseffect op de zijwanden van het sleutelgat, versterkt effectief de laserintensiteit binnen het sleutelgat en draagt bij aan de unieke mogelijkheden van laserlassen.
4. Voordelen van laserlastechnologie
- Ultrasnel lasproces: De korte laserbestralingstijd maakt snel lassen mogelijk, wat niet alleen de productiviteit verhoogt, maar ook materiaaloxidatie minimaliseert en de warmtebeïnvloede zone verkleint. Dit maakt het ideaal voor het lassen van warmtegevoelige componenten zoals transistors. Laserlassen produceert geen lasslak en maakt het verwijderen van oxide vóór het lassen overbodig. Het kan zelfs door glas heen lassen, waardoor het bijzonder geschikt is voor de productie van precisie-micro-instrumenten.
- Brede materiaalcompatibiliteit: Laserlassen kan niet alleen identieke metalen verbinden, maar ook verschillende metalen en zelfs combinaties van metaal en niet-metaal. Geïntegreerde schakelingen met keramische substraten zijn bijvoorbeeld moeilijk te lassen met conventionele methoden vanwege het hoge smeltpunt van keramiek en de noodzaak om mechanische druk te vermijden. Laserlassen biedt een handige oplossing voor dergelijke toepassingen. Houd er echter rekening mee dat laserlassen niet geschikt is voor alle combinaties van verschillende materialen.
5. Toepassingsscenario's en industrieën van laserlassen
- WarmtegeleidingslassenVoornamelijk gebruikt voor precisiebewerking, zoals het afwerken van de randen van dunne metalen platen en de productie van medische apparaten.
- Diepdoorlassen en solderen: Veelgebruikt in de auto-industrie. Diepdoorlassen wordt gebruikt voor het lassen van carrosserieën, transmissies en behuizingen; solderen wordt voornamelijk toegepast bij de assemblage van carrosserieën.
- Lasergeleidingslassen voor non-metalen: Biedt een breed scala aan toepassingen, waaronder de productie van consumentengoederen, de automobielindustrie, de fabricage van elektronische behuizingen en medische technologie.
- Hybride lassen: Speciaal geschikt voor bijzondere staalconstructies, zoals scheepsdekken.
Geplaatst op: 15 december 2025
