Já alguma vez se perguntou como é que a pequena mudança do ponto focal de um laser pode transformar uma soldadura? Na soldadura a laser, a desfocagem - a distância entre a peça de trabalho e o ponto focal do laser - desempenha um papel crucial na determinação da qualidade da soldadura. Este artigo analisa a forma como a desfocagem positiva e negativa afecta a penetração, a forma e a eficácia geral da soldadura. Ao compreender estes impactos, ficará a saber como otimizar as definições de soldadura para diferentes materiais e obter resultados precisos.
Defocus é o termo utilizado para descrever a distância entre a superfície de uma peça de trabalho e o ponto focal.
Quando o ponto focal se encontra acima da peça de trabalho, é designado por desfocagem positiva. Por outro lado, quando o ponto focal está localizado abaixo da peça de trabalho, é designado por desfocagem negativa.
A densidade de potência no centro do foco do laser é demasiado elevada, tornando-o suscetível de se evaporar em orifícios. A distribuição da densidade de potência é relativamente uniforme em cada plano afastado do foco do laser.
Em teoria, quando a distância entre os planos de desfocagem positivo e negativo e o plano de soldadura é igual, a densidade de potência no plano correspondente deve ser aproximadamente a mesma.
Contudo, na prática, isto resulta em diferentes penetrações e formas de soldadura. Durante a desfocagem negativa, a densidade de energia interna do material é mais elevada do que a da superfície, o que leva a uma fusão e vaporização mais fortes. Isto permite que a energia da luz penetre mais profundamente no material, resultando numa maior penetração.
A quantidade de desfocagem deve ser de 1-2 mm negativos.
Efeito da desfocagem na forma da soldadura
O material a soldar é de aço inoxidável com 6 mm de espessura, com uma potência de 5 kW e uma velocidade de soldadura de 96 cm/min. À medida que a quantidade de desfocagem diminui, a penetração aumenta e entra na zona de profundidade soldadura por penetração palco.
Por outro lado, quando a quantidade de desfocagem é grande, a penetração é mínima e a soldadura está na fase de condução de calor.
Efeito da desfocagem na penetração da soldadura, na largura da soldadura e na secção transversal
A quantidade de desfocagem refere-se à distância entre o foco e a superfície da peça de trabalho. Se o foco estiver posicionado acima da peça de trabalho, é considerado um desfocagem positiva. Se o foco estiver posicionado abaixo da peça de trabalho, é considerado um desfoque negativo. A desfocagem negativa é vantajosa para aumentar a penetração da soldadura.
Influência na qualidade da soldadura.
Soldadura a laser normalmente requer uma quantidade específica de desfocagem, uma vez que a densidade de potência no centro do foco do laser é demasiado elevada, tornando-a suscetível de se evaporar em orifícios. A distribuição da densidade de potência é mais uniforme em cada plano afastado do foco do laser.
De acordo com a teoria da ótica geométrica, quando a distância entre os planos de desfocagem positivo e negativo e o plano de soldadura é igual, a densidade de potência no plano correspondente deve ser aproximadamente a mesma.
No entanto, na realidade, a forma da poça de fusão é diferente. Quando se utiliza uma desfocagem negativa, é possível obter uma penetração mais profunda devido ao processo de formação da poça de fusão. Experimentalmente, o defocus negativo é utilizado quando se pretende uma profundidade de penetração profunda, enquanto o defocus positivo é utilizado na soldadura de materiais finos.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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