In der Laserschweißmaschine gibt es einen Schwellenwert für die Laserenergiedichte. Liegt er unter diesem Wert, ist die Eindringtiefe sehr gering. Sobald dieser Wert erreicht oder überschritten wird, wird die Durchlässigkeit deutlich verbessert. Erst wenn die Laserleistungsdichte auf dem Werkstück einen (materialabhängigen) Schwellenwert überschreitet, wird Plasma erzeugt, was den Fortschritt eines stabilen Tiefschweißens anzeigt. Liegt die Laserleistung unterhalb dieser Schwelle, schmilzt nur die Oberfläche des Werkstücks, d. h. die Schweißung erfolgt in stabiler Wärmeleitungsart.
Wenn die Laserleistungsdichte nahe an der kritischen Bedingung für die Bildung kleiner Löcher liegt, werden Tiefschweißen und konduktives Schweißen abwechselnd zu instabilen Schweißprozessen, was zu großen Schwankungen der Eindringtiefe führt. Beim Lasertiefschweißen steuert die Laserleistung sowohl die Eindringtiefe als auch die Schweißgeschwindigkeit. Die Schweißdurchdringung steht in direktem Zusammenhang mit der Strahlleistungsdichte und ist eine Funktion der einfallenden Strahlleistung und des Strahlfokus. Im Allgemeinen nimmt bei einem Laserstrahl mit einem bestimmten Durchmesser die Eindringtiefe mit zunehmender Strahlleistung zu.
Der Fokus des Strahls. Die Strahlfleckgröße ist eine der wichtigsten Variablen beim Laserschweißen, da sie die Leistungsdichte bestimmt. Obwohl es viele indirekte Messtechniken gibt, ist die Messung von Hochleistungslasern ein schwieriges Problem.
Die Beugungsfleckgröße des Strahlfokus kann nach der Theorie der optischen Beugung berechnet werden, aber aufgrund der Aberration der Fokussierungslinse ist die tatsächliche Fleckgröße größer als der berechnete Wert. Die einfachste Messmethode ist die Isothermenkonturmethode, bei der der Fokus und der Perforationsdurchmesser nach dem Brennen von dickem Papier und dem Durchdringen der Polypropylenplatte gemessen werden. Bei dieser Methode sollten wir die Laserleistungsgröße und die Strahlwirkungszeit durch Messpraxis beherrschen.
Materialabsorptionswert. Die Absorption des Lasers durch das Material hängt von einigen wichtigen Eigenschaften des Materials ab, wie z. B. Absorptionsrate, Reflexionsvermögen, Wärmeleitfähigkeit, Schmelztemperatur, Verdampfungstemperatur usw., von denen die Absorptionsrate die wichtigste ist.
Es gibt zwei Faktoren, die die Absorptionsrate des Laserstrahls beeinflussen: erstens der Widerstandskoeffizient des Materials. Durch Messung des Absorptionsvermögens der polierten Oberfläche des Materials wird festgestellt, dass das Absorptionsvermögen des Materials proportional zur Quadratwurzel des Widerstandskoeffizienten ist und sich der Widerstandskoeffizient mit der Temperatur ändert. Zweitens hat der Oberflächenzustand (oder die Oberflächenbeschaffenheit) des Materials einen erheblichen Einfluss auf die Strahlabsorption und hat einen erheblichen Einfluss auf den Schweißeffekt.
