Como a potência do laser afeta a soldagem: Explicação

O que determina a qualidade e a eficiência de uma solda? Na soldagem a laser, a configuração da potência é crucial. Este artigo analisa como a potência do laser afeta os resultados da soldagem, desde a profundidade de penetração até a velocidade de soldagem. Os leitores aprenderão os princípios por trás da soldagem a laser, a relação entre potência e qualidade da solda e dicas práticas para otimizar os processos de soldagem. Prepare-se para entender a ciência que molda as soldas perfeitas e aprimorar suas habilidades de soldagem.

Índice

Leia este artigo com as seguintes perguntas:

  • O que é o fator de formação da solda? Como calcular?
  • Qual é a base para a seleção da potência de saída do laser durante soldagem a laser?
  • Quais são os efeitos da diminuição da potência de saída do laser na penetração da solda e na velocidade de soldagem alcançável?

1. Princípio da soldagem de feixe duplo

Classificação da soldagem a laser

1) De acordo com a densidade de potência e as características de formação da solda:

  • Soldagem por condução de calor: densidade de potência (potência de saída do laser / área do ponto focal) < 105W/cm2
  • Soldagem por penetração profundaDensidade de potência > 106W/cm2

2) De acordo com o modo de saída do laser:

  • Soldagem a laser de pulso
  • Soldagem a laser contínua
Diagrama esquemático da soldagem a laser pulsada e da soldagem a laser contínua

Fig. 1 Diagrama esquemático de soldagem a laser pulsado e soldagem a laser contínua

2. Seleção da potência do laser P

A escolha de P (potência do laser) é baseada na espessura da chapa. P determina a densidade de potência do ponto e influencia tanto a profundidade de penetração quanto a velocidade de soldagem.

Curva de densidade de potência e temperatura do metal com o tempo

Fig. 2 Curva de densidade de potência e temperatura do metal com o tempo

3. Efeito da potência do laser na penetração

Conforme ilustrado na figura, quanto maior a potência (P/kw), maior a penetração, e vice-versa.

Relação entre a penetração e a potência do laser

Fig. 3 Relação entre a penetração do laser e a potência

4. Influência da potência do laser na velocidade de soldagem

Pontos de conhecimento suplementar:

O fator de forma de uma solda é definido no GB/T3375-1994 como a relação entre a largura da solda (B) e a espessura calculada da solda (H) na seção transversal de uma única solda (φ = B/H), conforme mostrado na Figura 4.

Um fator de forma pequeno resulta em uma solda estreita e profunda. No entanto, o centro da solda tende a ter concentrações mais altas de impurezas e baixa resistência a trincas térmicas devido à segregação regional. Portanto, o fator de forma não deve ser muito pequeno.

Por exemplo, o fator de forma da solda deve ser maior que 1,3, o que significa que a largura da solda deve ser pelo menos 1,3 vezes a espessura calculada da solda.

A potência e a velocidade do laser determinam a formação da solda

Fig. 4 A potência e a velocidade do laser determinam a formação da solda

Relação entre a velocidade de soldagem e a potência do laser

Fig. 5 Relação entre a velocidade de soldagem e a potência do laser

5. Relação entre potência do laser, velocidade de soldagem e penetração

Alterações na penetração e na velocidade de soldagem de aço de baixo carbono sob diferentes potências

Fig. 6 Mudanças na penetração e na velocidade de soldagem do aço de baixo carbono sob diferentes potências

Resumo:

A potência de soldagem a laser determina a densidade de potência do ponto e controla a profundidade de penetração e a velocidade de soldagem. À medida que a potência do laser aumenta, a velocidade de soldagem e a profundidade de penetração aumentam.

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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.

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