استكشاف تأثير إلغاء التركيز على اللحام بالليزر

1. تأثير عدم التركيز على اللحام بالليزر

إلغاء التركيز البؤرة هو المصطلح المستخدم لوصف المسافة بين سطح قطعة العمل والنقطة البؤرية.

عندما تكون البؤرة أعلى قطعة العمل، يُشار إلى ذلك بإلغاء التركيز البؤري الموجب. ومن ناحية أخرى، عندما تقع النقطة البؤرية أسفل قطعة الشغل، يُطلق عليه إلغاء الضبط البؤري السالب.

2. اختيار مقدار إلغاء التركيز البؤري

كثافة الطاقة في مركز بؤرة الليزر عالية جدًا، مما يجعلها عرضة للتبخر في الثقوب. يكون توزيع كثافة الطاقة منتظمًا نسبيًا على كل مستوى بعيدًا عن تركيز الليزر.

من الناحية النظرية، عندما تكون المسافة بين المستويين الموجب والسالب لإلغاء التركيز البؤري ومستوى اللحام متساوية، يجب أن تكون كثافة القدرة على المستوى المقابل متساوية تقريبًا.

ومع ذلك، في الممارسة العملية، ينتج عن ذلك اختراقات وأشكال لحام مختلفة. أثناء إلغاء التركيز السالب، تكون كثافة الطاقة الداخلية للمادة أعلى من كثافة الطاقة السطحية، مما يؤدي إلى ذوبان وتبخير أقوى. وهذا يسمح للطاقة الضوئية باختراق أعمق في المادة، مما يؤدي إلى اختراق أكبر.

3. تأثير عدم التركيز على اللحام

يجب أن يكون مقدار إلغاء التركيز البؤري سالب 1-2 مم.

تأثير عدم التركيز على شكل اللحام

المادة التي سيتم لحامها من الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 6 مم، بقوة 5 كيلو وات و سرعة اللحام 96 سم/دقيقة. مع انخفاض مقدار عدم التركيز، يزداد الاختراق ويدخل في العمق لحام الاختراق المرحلة.

من ناحية أخرى، عندما تكون كمية عدم التركيز كبيرة، يكون الاختراق في حده الأدنى ويكون اللحام في مرحلة التوصيل الحراري.

تأثير عدم التركيز على اختراق اللحام وعرض اللحام والمقطع العرضي

4. ملخص

يشير مقدار إلغاء الضبط البؤري إلى المسافة بين البؤرة وسطح قطعة العمل. إذا كانت البؤرة موضوعة فوق قطعة الشُّغْلة، فإنها تُعتبر إلغاء تركيز بؤرة موجبة. إذا كانت البؤرة موضوعة أسفل قطعة الشُّغْلة، فيُعتبر إلغاء تركيز سالب. يُعد إلغاء التركيز السالب مفيدًا في زيادة اختراق اللحام.

التأثير على جودة اللحام.

اللحام بالليزر عادةً ما يتطلب مقدارًا محددًا لإلغاء التركيز لأن كثافة الطاقة في مركز بؤرة الليزر عالية جدًا، مما يجعلها عرضة للتبخر في الثقوب. يكون توزيع كثافة الطاقة أكثر اتساقًا على كل مستوى بعيدًا عن بؤرة الليزر.

ووفقًا لنظرية البصريات الهندسية، عندما تكون المسافة بين مستويي إلغاء التركيز البؤري الموجب والسالب ومستوى اللحام متساوية، يجب أن تكون كثافة القدرة على المستوى المقابل متساوية تقريبًا.

ومع ذلك، في الواقع، يختلف شكل البركة المنصهرة في الواقع. عند استخدام إلغاء الضبط البؤري السالب، يمكن تحقيق اختراق أعمق بسبب عملية تكوين البركة المنصهرة. من الناحية التجريبية، يتم استخدام إلغاء التركيز البؤري السلبي عند الرغبة في تحقيق عمق اختراق عميق، بينما يتم استخدام إلغاء التركيز البؤري الإيجابي عند لحام المواد الرقيقة.