Hvad er princippet bag lasersmykkets svejsningsmaskine?

En laser smykkesvejsningsmaskine er en højteknologisk enhed, der bruger en laserstråle som varmekilde til præcist at forbinde metaldele i smykker. Dens funktionsprincip bygger på interaktionen mellem laser og materie. Kernen i det hele er at fokusere en højenergidens laserstråle nøjagtigt på et lille område af emnet, hvilket opnår svejsning gennem hurtig smeltning og stivn.
I. Kernefunktionsprincip: Interaktion mellem laser og metal
Energioptagelse og -omdannelse:
Når en laserstråle med en bestemt bølgelængde rettes mod overfladen af et metal, vil de frie elektroner i metallet absorberer fotonernes energi. Smykke-svejseanlæg bruger typisk pulserede Nd:YAG-lasere eller fibere-lasere, som udsender nærinfrarødt lys (med en bølgelængde på ca. 1064 nm), der effektivt kan absorberes af de fleste smykkemetaller såsom guld, sølv, platin og palladium.
Varmeophobning og smeltning:
De elektroner, der har absorberet energi, kolliderer med gitteret og omdanner energien til varme. På yderst kort tid (typisk i millisekund- eller mikrosekund-området) stiger temperaturen i metallet ved laserfokuspunktet kraftigt og når hurtigt og overstiger dets smeltepunkt, hvilket danner en lokal smelteplume. På grund af den høje koncentration af laserenergi er den varmepåvirkede zone meget lille, og omkringliggende materiale beskadiges stort set ikke af varme.
Stivnelse og forbindelse af smelteplume:
Når laserpulsen ophører, forsvinder varmekilden øjeblikkeligt. Det smeltede metal afkøles og størkner ved hurtig varmeledning fra den omgivende matrix. Metallet i smeltezonen og grundmetallet danner en fælles krystalstruktur under størkningsprocessen og opnår dermed en stærk metallurgisk forbindelse.
II. Nøglekomponenter i systemet
Lasergenerator: Kernekomponenten i systemet, ansvarlig for generering af laser. Moderne enheder anvender hovedsageligt fibere-lasere, som har fordele som høj effektivitet, god strålekvalitet og ingen vedligeholdelseskrav.
Lyslednings- og fokuseringssystem: Består af reflektorer, optiske fibre og fokuseringslinser. Dets funktion er at præcist lede og fokusere den af lasergeneratoren producerede laser på emnet, hvorved der opstår et lyspunkt med ekstremt høj energitæthed.
Arbejdsbænk og positioneringssystem: Bruges til at fastgøre og præcist bevæge emner eller laserhoveder. Udstyres typisk med mikroskoper, CCD-kamerasystemer eller krydsningslys for at opnå nøjagtig placering af svejsepunkterne.
Styringssystem: Et integreret computer- og software-system bruges til at indstille og justere laserparametre såsom pulsenergi, pulsvarighed, frekvens og svejsebane, og derved styre hele svejseprocessen.
Beskyttelsesgassystem: I svejseområdet blæses inaktiv gas (såsom argon) for at forhindre det varme metal i at reagere med ilt i luften, og derved holde svejsepunktet klart og rent.
III. Arbejdsgang
Funktion: Sørg for, at smykkeemnet, der skal svejses, er fastgjort på arbejdsbænken, og justér præcist laserfokuset til svejseområdet ved hjælp af det visuelle system.
Indstil parametre: Indstil passende laser-effekt, pulsvarighed og frekvens i styringssystemet ud fra metalmaterialet, tykkelsen og svejsekravene.
Frigør beskyttelsesgas: Start gasledningen for at sikre, at inerti-gassen dækker svejsningsområdet.
Start laser: Start udstyret, og laseren udsender pulseret laser i henhold til de forudindstillede parametre, som virker på overfladen af emnet.
Dannelse af lodforbindelsen: Laserenergien får metallet til at smelte øjeblikkeligt og danner en smeltepløje. Når laseren stopper, størkner smeltepløjen og fuldfører svejsningen af én lodforbindelse. Ved at flytte emnet eller laserhovedet kan kontinuerlig punktsvejsning eller sømsvejsning udføres.
IV. Tekniske egenskaber og anvendelsesfordele
Ikke-kontaktbearbejdning: Laserhovedet kommer ikke i kontakt med emnet, hvilket eliminerer mekanisk spænding. Den er velegnet til delikate og små smykkedele.
Lille varmeindflydelseszone: Energien er meget koncentreret, hvilket undgår opvarmning af hele emnet. Dette sikrer, at allerede indsatte ædelstene (især varmefølsomme ædelstene som tanzanit og opal samt emaljematerialer) ikke lider skade pga. varme.
Høj svejsestyrke: Det er en metallurgisk forbindelsesmetode, og styrken i svejsesømmen er tæt på grundmaterialets styrke.
Ekstremt høj præcision: Pletdiameteren kan nå mikrometer-niveau, hvilket gør det muligt at foretage næsten usynlig svejsning, der kræver minimal efterfølgende polering.
Bred vifte af anvendelige materialer: Kan bruges til svejsning af forskellige almindelige smykkemetaller såsom K-guld, platin, sølv og titaniumlegering.
Princippet bag laserværktøjs svejsemaskinen er at bruge en højenergidens laserstråle til at lokalt og øjeblikkeligt opvarme metallet, så det smelter og opnår metallurgisk forbindelse. Kernen i teknologien ligger i den præcise kontrol af laserenergien, hvilket giver det nøjagtige, rene og effektive svejseresultat, som kræves i smykkeindustrien.