Какъв е принципът на лазерната машина за заваряване на бижута?

Лазерната машина за заваряване на бижута е високотехнологично устройство, което използва лазерен лъч като топлинен източник, за да свърже точно металните компоненти на бижутата. Принципът му на работа се основава на взаимодействието между лазера и материята. Основата му е прецизно фокусиране на лазерен лъч с висока плътност на енергията върху много малка област от детайла, постигайки заваряване чрез бързо стопяване и затвърдяване.
I. Основен принцип на работа: Взаимодействие между лазера и метала
Абсорбция и преобразуване на енергия:
Когато лазерен лъч с определена дължина на вълната бъде насочен към повърхността на метал, свободните електрони в метала абсорбират енергията на фотоните. Машините за заваряване на бижута обикновено използват импулсни Nd:YAG лазери или влакнести лазери, които излъчват близко инфрачервено излъчване (с дължина на вълната около 1064 nm), което може ефективно да се абсорбира от повечето видове метали за бижута като злато, сребро, платина и паладий.
Натрупване на топлина и стопяване:
Електроните, които са абсорбирали енергия, се сблъскват с кристалната решетка, като превръщат енергията в топлина. За изключително кратък период от време (обикновено в милисекундния или микросекундния мащаб) температурата на метала във фокуса на лазера рязко нараства, бързо достигайки и надминавайки точката му на стопяване, образувайки локален разтопен басейн. Поради високата концентрация на лазерната енергия, зоната, засегната от топлината, е много малка, а заобикалящите материали практически не са повредени от топлината.
Затвърдяване на разтопения басейн и свързване:
След като лазерният импулс приключи, източникът на топлина изчезва незабавно. Разтопеният метал се охлажда и затвърдява чрез бързо отвеждане на топлината към заобикалящата матрица. Металът в разтопената зона и основният метал образуват обща кристална структура по време на процеса на затвърдяване, постигайки по този начин силна металургична връзка.
II. Основни компоненти на системата
Лазерен генератор: Основният компонент на системата, отговорен за генериране на лазер. Съвременните устройства най-често използват влакнести лазери, които притежават предимствата на висока ефективност, добра качествена характеристика на лъча и липса на нужда от поддръжка.
Система за насочване и фокусиране на светлината: Състои се от отражатели, оптични влакна и фокусиращи лещи. Нейната функция е прецизно насочване и фокусиране на лазера, генериран от лазерния генератор, върху детайлите, създавайки светлинно петно с изключително висока плътност на енергията.
Работна маса и позиционираща система: Използват се за фиксиране и прецизно придвижване на детайли или лазерни глави. Обикновено са оборудвани с микроскопи, CCD камери или кръстосани насочващи светлини, за да се постигне точно позициониране на точките за заваряване.
Система за управление: Интегриран компютър и софтуер се използват за задаване и настройка на лазерни параметри като енергия на импулса, продължителност на импулса, честота и траектория на заваряване, като контролират целия процес на заваряване.
Система за защитен газ: В зоната на заваряване се подава инертен газ (например аргон), за да се предотврати реакцията на високотемпературния метал с кислорода във въздуха, като се запази заваръчната точка ясна и чиста.
III. Работен процес
Функция: Закрепване на бижутерийния детайл, който ще се заварява, на работната маса и прецизно насочване на лазерния фокус към зоната за заваряване чрез визуалната система.
Задаване на параметри: Въз основа на вида на метала, дебелината и изискванията за заваряване, задайте подходяща лазерна мощност, продължителност на импулса и честота в системата за управление.
Освобождаване на защитен газ: Пуснете газовата линия, за да се осигури, че инертният газ покрива зоната за заваряване.
Активиране на лазера: Стартирайте оборудването и лазерът излъчва импулсен лъч според предварително зададените параметри, който действа върху повърхността на детайла.
Формиране на заваръчния шев: Лазерната енергия предизвиква мигновено стопяване на метала, образувайки разтопена вана. След като лазерът спре, разтопената вана се затвърдява, което завършва заварката на единичен шев. Като премествате детайла или лазерната глава, може да се извършва непрекъснато точково заваряване или шевно заваряване.
IV. Технически характеристики и приложни предимства
Обработка без контакт: Лазерната глава не докосва детайла, което изключва механично напрежение. Подходящо е за деликатни и малки бижутерийни части.
Малка зона с термично въздействие: Енергията е силно концентрирана, което избягва общото нагряване на детайла. Това гарантира, че вградените скъпоценни камъни (особено чувствителни към топлина като танзанит и опал, както и емайлови материали) няма да пострадат от топлинни повреди.
Висока якост на заварката: Това е металургичен метод за свързване, при който якостта на заваръчния шев е близка до тази на основния материал.
Изключително висока прецизност: Диаметърът на точката може да достигне микрометрово ниво, което позволява почти невидима заварка с минимална последваща полировка.
Голям диапазон от приложими материали: Може да се използва за заваряване на различни общи ювелирни метали като К-злато, платина, сребро и титанови сплави.
Принципът на лазерната машина за заваряване на бижута е да използва лазерен лъч с висока плътност на енергията, за да загрява локално и моментално метала, предизвиквайки неговото стопяване и постигане на металургично свързване. Сърцевината на технологията се крие в прецизния контрол върху лазерната енергия, като по този начин се постига необходимият прецизен, чист и ефективен ефект на заваряване за индустрията на бижутата.