Primero, el principio básico de la máquina de soldadura láser.
En el corazón de una máquina de soldadura láser hay un haz de energía altamente concentrado generado por una fuente de luz láser, que normalmente es generada por un generador láser y enfocada en un área muy pequeña mediante un sofisticado sistema óptico. Las fuentes de luz láser pueden ser de diferentes tipos, como láseres de estado sólido (p. ej., Nd:YAG, láseres de fibra), láseres de gas (p. ej., láseres de CO₂) o láseres semiconductores.
1. Conversión y transmisión de energía láser.
Primero, la máquina de soldadura láser genera el láser a través de un medio de excitación (por ejemplo, una lámpara de xenón que emite luz desde un cristal Nd:YAG impulsado por un alto voltaje, o una fibra dopada con un elemento de tierras raras en un láser de fibra excitado por una fuente de luz de bomba). ). El rayo láser pasa a través de una serie de espejos y elementos de ajuste de la trayectoria óptica para garantizar que esté colimado y enfocado, y finalmente incide en la superficie de la junta del material a soldar con un punto de muy alta densidad de potencia.
2. Modo de soldadura por conducción térmica y penetración profunda.
El proceso de soldadura láser se divide en dos tipos básicos según la densidad de energía:
Soldadura por conducción térmica: cuando la densidad de potencia del láser es baja (aproximadamente menos de 10 ^ 4 ~ 10 ^ 5 W/cm²), la energía del láser se transmite principalmente al interior del material a través de la conducción de calor, de modo que la superficie del material se funde y se forma un charco fundido poco profundo, y luego se realiza la soldadura. Este modo es adecuado para soldar materiales en láminas delgadas o piezas de precisión; la velocidad de soldadura es relativamente lenta, pero la precisión es alta.
Soldadura láser de penetración profunda: cuando la densidad de potencia del láser aumenta a más de 10^5 ~ 10^7 W/cm², el rayo láser puede calentar rápidamente la superficie del material hasta la temperatura de vaporización, formando un "efecto de agujero". La presión del vapor a alta temperatura hace que el metal circundante fluya, creando un charco fundido profundo, estrecho y con forma de ojo de cerradura. El metal fundido regresa alrededor del ojo de la cerradura, se enfría y solidifica para formar una junta soldada fuerte, que se caracteriza por una penetración profunda, alta velocidad y gran relación de aspecto.
3. Control y optimización
En el proceso de soldadura láser, es fundamental controlar con precisión la posición del foco láser, la velocidad de soldadura, la potencia del láser y la atmósfera protectora. Los sistemas de monitoreo en tiempo real y retroalimentación de energía garantizan un proceso de soldadura estable y confiable con una penetración óptima, una zona mínima afectada por el calor y una morfología ideal de la costura de soldadura.