קביעת פרמטרי ריתוך למכונות ריתוך לייזר משפיעה ישירות על איכות הריתוך, ויש להפעיל אותה שלב אחר שלב בשילוב עם דרישות הריתוך ומאפייני הציוד. להלן פירוט תהליך קביעת הפרמטרים מחמישה מימדים: עבודת הכנה, פרמטרי ליבה, פרמטרים נלווים, ריתוך והתאמה של בדיקות ואמצעי זהירות.
1. עבודת הכנה לפני הגדרת פרמטר
לפני שמתחילים להגדיר את הפרמטרים של מכונת ריתוך הלייזר, יש להשלים עבודת הכנה בסיסית כדי להניח בסיס להתאמת הפרמטרים הבאים. ראשית, יש צורך להבהיר את דרישות הריתוך, לרבות סוג ועובי החומרים לריתוך, וכן את דרישות האיכות לאחר הריתוך, כגון האם יש צורך להבטיח את חוזק, שטוחות או אטימות הריתוך.
שנית, יש צורך לבדוק את מצב מכונת ריתוך הלייזר כדי לוודא שכל רכיבי הציוד פועלים כרגיל, ואין תקלות חריגות במחולל הלייזר, במערכת האופטית, במנגנון התנועה וכו'. במקביל, יש להכין את כלי העזר הנדרשים לריתוך, כגון מתקנים ומכשירי גז מגן, על מנת להבטיח שניתן יהיה לתקן את חומר העבודה בצורה יציבה בזמן הריתוך ולתקן את הגז בצורה יציבה בזמן הריתוך.
2. הגדרת פרמטרים של ריתוך ליבה
פרמטרי ריתוך ליבה הם המפתח לקביעת אפקט הריתוך, ויש להתאים אותם במדויק בהתאם לדרישות הריתוך. הם כוללים בעיקר שלושה פריטים: כוח לייזר, מהירות ריתוך ומיקום מיקוד
הגדרת כוח הלייזר צריכה להתבסס על מאפייני החומר ועוביו. לחומרים שונים יש יכולות ספיגה שונות עבור לייזר; לדוגמה, הפרש הספיגה בין חומרי מתכת לחומרים לא-מתכתיים הוא גדול יחסית. אפילו עבור אותו סוג של חומר מתכת, נדרש כוח לייזר גבוה יותר כדי להבטיח את חדירת הריתוך כאשר העובי גדל. בעת ההגדרה, התחל בהספק נמוך יותר והתאם אותו בהדרגה לטווח הספק שיכול ליצור ריתוך רציף ואחיד.
הימנע משריפת חומר- כתוצאה מהספק גבוה מדי או יציבות ריתוך לא מספקת הנגרמת מהספק נמוך מדי.
התאמת מהירות הריתוך צריכה להתאים לעוצמת הלייזר. מהירות גבוהה מדי תגרום לזמן קצר לפעולת הלייזר על החומר, ולריתוך עלולות להיות בעיות כמו איחוי לא שלם ואי המשכיות; מהירות איטית מדי תגרום לחימום מקומי מוגזם של החומר, הנוטה לעיוותים, שריפה ובעיות אחרות. במהלך ההגדרה, על בסיס כוח הלייזר שנקבע, התאם את מהירות הריתוך כדי להפוך את משטח הריתוך לחלק וללא פגמים, תוך הבטחת יעילות הריתוך.
לקביעת מיקום המיקוד יש השפעה משמעותית על איכות הריתוך. עמדות מיקוד שונות מובילות לצפיפות אנרגיה שונה של הלייזר על משטח העבודה. בדרך כלל, על פי עובי החומר ושיטת הריתוך, התאם את המיקום היחסי בין המוקד לבין משטח העבודה כדי לרכז את אנרגיית הלייזר באזור שצריך לרתך, כדי לקבל את היווצרות והחוזק הטובים ביותר של הריתוך. ניתן לקבוע את מיקום המיקוד המתאים באמצעות ריתוך בדיקה והתבוננות באפקט הריתוך תחת עמדות מיקוד שונות.
3. הגדרת פרמטרים עזר לריתוך
בנוסף לפרמטרים הליבה, ההגדרה הסבירה של פרמטרי ריתוך עזר יכולה גם לשפר את איכות הריתוך, הכוללת בעיקר פרמטרים של גז מגן ופרמטרי דופק (עבור מכונות ריתוך לייזר פעימות).
הגדרת פרמטרי הגז המגן צריכה לקחת בחשבון את סוג הגז וקצב זרימת הגז. גזי המגן הנפוצים כוללים ארגון, חנקן וכו'. לגזים שונים השפעות הגנה שונות וחומרים ישימים, לכן יש צורך לבחור גז מגן מתאים בהתאם לחומר הריתוך. קצב זרימת גז גדול מדי עלול לגרום למערבולת על פני הריתוך ולהשפיע על איכות הריתוך; קצב זרימת גז קטן מדי אינו יכול לבודד ביעילות את האוויר, מה שמוביל לחמצון ריתוך. יש להתאים את קצב זרימת הגז בהתאם לסביבת הריתוך ולגודל חלק העבודה כדי להבטיח היווצרות של שכבת גז הגנה יציבה באזור הריתוך.
עבור מכונות ריתוך לייזר דופק, הגדרת פרמטרי הדופק היא קריטית, כולל רוחב הדופק ותדירות הדופק. רוחב הפולס קובע את הזמן שבו פועל פולס לייזר בודד על חומר העבודה, ותדירות הפולס קובעת את מספר הפולסים ליחידת זמן. רוחב פולס קצר מדי עלול להוביל להמסה לא מספקת של חומר, בעוד שרוחב פולסים ארוך מדי עלול לגרום להתחממות יתר של החומר; תדירות דופק גבוהה מדי עלולה להוביל לחפיפה מוגזמת של ריתוך ולהשפיע על המראה, בעוד שתדירות דופק נמוכה מדי תפחית את יעילות הריתוך. יש צורך להתאים באופן מקיף את רוחב הדופק ותדירות הדופק בהתאם לעובי חומר הריתוך ולדרישות הריתוך כדי להשיג את אפקט הריתוך האידיאלי.
4. בדיקת ריתוך והתאמת פרמטרים
לאחר השלמת הגדרת הפרמטר הראשוני, יש לבצע ריתוך בדיקה, ולהתאים פרמטרים בהתאם לתוצאות ריתוך הבדיקה כדי לוודא שאיכות הריתוך עומדת בדרישות. ראשית, בחרו חומר בדיקה עם אותו חומר ועובי כמו חומר הריתוך בפועל, ובצעו ריתוך בדיקה לפי הפרמטרים שנקבעו. לאחר השלמת ריתוך הבדיקה, בדוק את הריתוך, כולל בדיקת מראה ובדיקת ביצועים. בדיקת המראה בוחנת בעיקר האם הריתוך רציף ושטוח, והאם ישנם פגמים כגון חורי אוויר, סדקים וחיתוכים; בדיקת הביצועים יכולה לזהות את החוזק והקשיחות של הריתוך באמצעות מבחני מתיחה, מבחני כיפוף ושיטות אחרות.
התאם את הפרמטרים בצורה ממוקדת בהתאם לתוצאות בדיקת הריתוך. אם יש בעיה של היתוך לא שלם בריתך, ניתן להגדיל את עוצמת הלייזר בצורה מתאימה או להפחית את מהירות הריתוך; אם הריתוך נשרף-, יש להפחית את עוצמת הלייזר או להגביר את מהירות הריתוך; אם החמצון הריתוך חמור, יש להתאים את קצב זרימת הגז המגן או לבדוק את מכשיר הגז המגן לפעולה רגילה; אם היווצרות הריתוך של ריתוך לייזר פועם אינה טובה, ניתן להתאים את רוחב הדופק או תדירות הדופק. לאחר מספר סבבים של ריתוך בדיקה והתאמת פרמטרים, ניתן לקבל ריתוך העומד בדרישות האיכות.
5. אמצעי זהירות לאחר הגדרת פרמטר
לאחר השלמת הגדרת הפרמטר ואיכות הריתוך אושרה ככשירה, עדיין יש לשים לב לאמצעי זהירות בטיחותיים כדי להבטיח את בטיחות המפעילים והציוד. על המפעילים להרכיב ציוד מגן מקצועי, כגון משקפי מגן לייזר, כדי למנוע נזקי לייזר לעיניים; ללבוש כפפות מגן וביגוד מגן כדי למנוע כוויה של העור על ידי התזות-בטמפרטורה גבוהה שנוצרו במהלך תהליך הריתוך. יחד עם זאת, יש צורך לשמור על אוורור טוב באזור עבודת הריתוך, ולפרוק בזמן את הגזים המזיקים הנוצרים בתהליך הריתוך כדי למנוע מהמפעילים לשאוף אותם.
בנוסף, יש צורך לבדוק באופן קבוע אם הגדרות הפרמטרים של מכונת ריתוך הלייזר יציבות, כדי למנוע סטיית פרמטר הנגרמת כתוצאה מכשל בציוד או הפרעה חיצונית. במהלך פעולת הציוד, אם נמצאו תנאים חריגים, כגון שינויים פתאומיים בעוצמת הלייזר, רעשי ציוד חריגים וכדומה, יש להפסיק מיד את פעולת הריתוך. ניתן להשתמש בציוד שוב רק לאחר בדיקת הציוד וביטול התקלות
--רייתר לייזר ג'ק סאן--