1. 전력 밀도

출력 밀도는 레이저 가공에서 가장 중요한 매개변수 중 하나입니다. 전력 밀도가 높을수록 표면이 마이크로초 단위로 끓는점까지 가열되어 많은 양의 기화를 일으킬 수 있습니다. 따라서 높은 출력 밀도는 드릴링, 절단 및 조각과 같은 재료 제거 공정에 유리합니다. 낮은 전력 밀도의 경우 표면 온도가 끓는점에 도달하는 데 몇 밀리초가 걸립니다. 표면 기화 전에 바닥 층이 융점에 도달하여 쉽게 우수한 융착 용접을 형성합니다. 따라서 전도성 레이저 용접에서 전력 밀도는 104~106W/cm2의 범위에 있습니다.

레이저 용접 공정

2. 레이저 펄스 파형

레이저 펄스 파형은 레이저 용접, 특히 웨이퍼 용접에서 중요한 문제입니다. 고강도 레이저 빔이 재료 표면에 조사되면 레이저 에너지의 60~98%가 금속 표면에서 반사되어 손실되며 반사율은 표면 온도에 따라 변합니다. 금속의 반사율은 레이저 펄스가 진행되는 동안 크게 달라집니다.

3. 레이저 펄스 폭

펄스 폭은 펄스 레이저 용접의 중요한 매개변수 중 하나입니다. 재료 제거 및 재료 용해와 다른 중요한 매개변수일 뿐만 아니라 처리 장비의 비용과 부피를 결정하는 핵심 매개변수입니다.

4. 디포커스가 용접 품질에 미치는 영향

레이저 용접은 보통 구멍으로 증발하는 경향이 있는 레이저의 초점에서 스폿 중앙의 높은 출력 밀도 때문에 일정량의 디포커스가 필요합니다. 레이저 초점에서 떨어진 각 평면에서 전력 밀도 분포는 비교적 균일합니다.

디포커싱에는 포지티브 디포커싱과 네거티브 디포커싱의 두 가지 방법이 있습니다. 초점면이 공작물 위에 있으면 포지티브 디포커스입니다. 그렇지 않으면 네거티브 디포커스입니다. 기하학적 광학 이론에 따르면 양의 분리와 음의 분리가 같을 때 해당 평면의 전력 밀도는 거의 같지만 실제로는 용융 풀의 모양이 다릅니다.

네거티브 디포커싱의 경우 더 큰 용융 깊이를 얻을 수 있으며 이는 용융 풀의 형성 과정과 관련이 있습니다. 실험 결과는 레이저 가열 50~200us 재료가 녹기 시작하여 액상 금속과 계면 기화를 형성하고 시장 압력 증기를 형성하고 고속으로 분사되어 눈부신 백색광을 방출한다는 것을 보여줍니다. 동시에, 고농도 증기는 액체 금속을 용융 풀의 가장자리로 이동시키고 용융 풀의 중앙에 함몰부를 형성합니다.

네거티브 디포커스가 발생하면 재료 내부 전력 밀도가 표면보다 높아서 더 강한 용융, 기화를 형성하기 쉽고 재료에 대한 빛 에너지가 더 깊게 전달됩니다. 따라서 실제 적용에서 요구되는 용융 깊이가 클 때 네거티브 디포커싱이 사용됩니다. 얇은 재료를 용접할 때는 포지티브 디포커싱을 사용하는 것이 적절합니다.