Mi a lézeres ékszerhegesztő gép működési elve?

A lézeres ékszerhegesztő gép egy magas szintű technológiájú eszköz, amely lézerfényt használ hőforrásként az ékszerek fémből készült alkatrészeinek pontos összekapcsolására. Működési elve a lézer és az anyag közötti kölcsönhatáson alapul. Lényege, hogy egy nagy energiasűrűségű lézernyalábot pontosan fókuszál egy apró munkadarab-területre, lehetővé téve a hegesztést gyors olvadással és szilárdulással.
I. Alapműködési elv: A lézer és a fém kölcsönhatása
Energiaelnyelés és -átalakítás:
Amikor egy adott hullámhosszúságú lézerfényt irányítanak egy fém felületére, a fém szabad elektronjai elnyelik a fotonok energiáját. Az ékszerhegesztő gépek általában impulzusüzemű Nd:YAG lézereket vagy szálas lézereket használnak, amelyek közeli infravörös fényt bocsátanak ki (körülbelül 1064 nm-es hullámhosszal), amit a legtöbb ékszerként használt fém – például arany, ezüst, platina és palládium – hatékonyan el tud nyelni.
Hőfelhalmozódás és olvadás:
Az energiát elnyelt elektronok ütköznek a kristályráccsal, és az energiát hővé alakítják. Rendkívül rövid idő alatt (általában milliszekundumos vagy mikroszekundumos skálán) az anyag hőmérséklete a lézerfókusz pontjában gyorsan emelkedik, elérve és meghaladva az olvadáspontot, így helyi olvadási zóna (olvadási tó) jön létre. Mivel a lézerenergia nagyon koncentrált, a hőhatás zónája rendkívül kicsi, és a környező anyag alapvetően nem sérül hő okozta károktól.
Az olvadási tó szilárdulása és kötés:
A lézerimpulzus befejeződése után a hőforrás azonnal eltűnik. Az olvadt fém a környező anyagból történő gyors hővezetés révén hűl le és szilárdul meg. Az olvadási zónában lévő fém és az alapanyag a szilárdulás során közös kristályszerkezetet alakít ki, így érve el a szoros fémszerkezeti kötést.
II. A rendszer fő összetevői
Lézergenerátor: A rendszer központi eleme, amely a lézer előállításáért felelős. A modern készülékek többsége szálas lézereket alkalmaznak, amelyek előnye a magas hatásfok, jó nyalábtulajdonságok és karbantartás-mentesség.
Fényvezető és fókuszáló rendszer: Tükrök, optikai szálak és fókuszáló lencsék alkotják. Feladata, hogy pontosan irányítsa és fókuszálja a lézergenerátor által előállított lézernyalábot a munkadarabra, ezzel létrehozva egy rendkívül magas energiasűrűségű fénypontot.
Munkaasztal és pozícionáló rendszer: A munkadarabok vagy lézerfejek rögzítésére és pontos mozgatására szolgál. Általában mikroszkóppal, CCD kamerarendszerrel vagy keresztkijelölő fényekkel van felszerelve a hegesztési pontok pontos pozícionálása érdekében.
Vezérlőrendszer: Egy integrált számítógépet és szoftvert használnak a lézerparaméterek, mint az impulzusenergia, impulzusszélesség, frekvencia és hegesztési útvonal beállítására és szabályozására, így irányítva az egész hegesztési folyamatot.
Védőgáz-rendszer: Az összehegesztés területén nemesgázt (például argont) fújnak, hogy megakadályozzák a magas hőmérsékletű fém reakcióját a levegő oxigénnel, ezzel fenntartva a hegesztési pont tisztaságát és fényességét.
III. Munkafolyamat
Funkció: Rögzítse a hegesztendő ékszer darabot a munkaasztalon, majd pontosan igazítsa a lézerfókuszt a hegesztési területhez a vizuális rendszer segítségével.
Paraméterek beállítása: A fém anyagának, vastagságának és a hegesztési követelményeknek megfelelően állítsa be a megfelelő lézerteljesítményt, impulzusidőt és frekvenciát a vezérlőrendszerben.
Védőgáz kibocsátása: Indítsa el a gázellátást, hogy az inergáz lefedje a hegesztési területet.
Lézer indítása: Indítsa el a berendezést, ekkor a lézer az előre beállított paramétereknek megfelelő impulzusokat bocsát ki, amelyek a munkadarab felületére hatnak.
Forrasztási pont kialakítása: A lézerenergia azonnal megolvasztja a fém anyagot, olvadási medencét képezve. A lézer leállása után az olvadék megszilárdul, ezzel egy forrasztási pont hegesztése befejeződik. A munkadarab vagy a lézerfej mozgatásával folyamatos pont- vagy varráshegesztés végezhető.
IV. Technikai jellemzők és alkalmazási előnyök
Érintésmentes feldolgozás: A lézerfej nem érintkezik a munkadarabbal, így nincs mechanikai igénybevétel. Finom és apró ékszeralkatrészekhez ideális.
Kis hőhatású zóna: Az energia nagyon koncentrált, így elkerüli a munkadarab teljes felmelegedését. Ez biztosítja, hogy az előre beépített drágakövek (különösen hőérzékeny kövek, mint a tanzanit és az opál, valamint zománc anyagok) ne szenvedjenek hő okozta károkat.
Nagy hegesztési szilárdság: Ez egy fémkötéses módszer, és a hegesztési pont szilárdsága közel áll az alapanyagéhoz.
Rendkívül magas pontosság: A folt átmérője mikrométeres szintre csökkenhet, lehetővé téve majdnem láthatatlan hegesztést, amely utólagosan minimális polírozást igényel.
Széles körű alkalmazható anyagok: Különböző gyakori ékszerfémek hegesztésére használható, például K arany, platina, ezüst és titánötvözet.
A lézeres ékszerhegesztő gép működési elve, hogy nagy energiasűrűségű lézersugarat használ a fém helyi és pillanatszerű felmelegítésére, amely olvadáshoz vezet, és így érhető el a fémes kötés. Technológiájának lényege a lézerenergia pontos szabályozásában rejlik, ezzel biztosítva az ékszeripar által igényelt pontos, tiszta és hatékony hegesztési hatást.