16 października 2021


Załamanie światła jest bardziej problematyczne w przypadku tworzyw amorficznych, gdyż materiały półkrystaliczne będą miały tendencję do rozpraszania światła. Załamanie światła zazwyczaj nie wpływa na spawanie laserowe, gdzie promień lasera pada prostopadle do powierzchni roboczej. Wyjątkiem może być sytuacja, gdy promień lasera musi przedostać się przez kilka warstw tworzywa, aby dotrzeć do spawanej powierzchni. Innym wyjątkiem będzie sytuacja niektórych tworzyw, takich jak poliwęglan, gdy promień padający przechodzi przez ostry narożnik. Załamanie światła jest istotniejsze w przypadku spawania, gdzie kąt padania światła nie jest prostopadły do powierzchni roboczej. Tak byłoby w przypadku spawania skanującego (kwazi-symultanicznego). Ten system optyczny wykorzystuje lustra do odchylania promienia lasera od stałej pozycji na obszarze spawania. W rezultacie promień pada na powierzchnię części kąta. Kąt załamania zwiększy się wraz ze wzrostem wielkości części [2]. Pod uwagę należy wziąć również grubość części.

rys_3
Rys. 3 Przekrój poprzeczny spoiny laserowej Clearweld

Części wykonane z tworzyw półkrystalicznych będą rozpraszać energię laserową. Pomimo, iż tworzywa sztuczne nie są ani całkowicie szklane, ani krystaliczne, konfiguracja łańcuchów polimerów amorficznych jest niemal całkowicie przypadkowa. Tworzywa półkrystaliczne mają obszary, w których konfiguracje łańcuchów są ułożone w sposób uporządkowany. Te obszary będą odbijać i rozpraszać światło lasera, sprawiając, że będzie ono nieprzydatne do procesu spawania. W przypadku cienkich tworzyw rozproszenie światła nie stanowi problemu. Jednakże, wraz ze wzrostem grubości części półkrystalicznych energia niezbędna do spawania zostaje w znacznym stopniu ograniczona. W przypadku takich materiałów jak polietylen i polipropylen grubość części może być czynnikiem ograniczającym. Jako wytyczna, grubość części półkrystalicznych powinna mieścić się w maksymalnym zakresie od 1 do 5 mm. Cienkie folie również wymagają szczególnej uwagi. Oczywisty problem, jaki można napotkać to taki, że folia się przegrzeje i zostanie zniszczona. Można uniknąć tego problemu kontrolując parametry zgrzewania podczas zgrzewania folii z folią. Jednakże podczas spawania folii z tworzywem sztywnym, ważniejsza jest kontrola temperatury. Folia będzie się topić w znaczniejszym stopniu, podczas gdy sztywne tworzywo może nie osiągnąć temperatury wystarczającej do stworzenia prawdziwej spoiny. Drugorzędnym problemem z foliami jest to, że trudno jest je ułożyć i spawać bez “zmarszczeń” lub uszkodzenia folii. To skutkuje powstaniem szczeliny między powierzchniami i wadliwej zgrzeiny.