Технологія лазерного з’єднання або технологія лазерного зварювання використовує лазерний промінь високої потужності для фокусування та регулювання випромінювання поверхні матеріалу, а поверхня матеріалу поглинає енергію лазера та перетворює її на теплову енергію, змушуючи матеріал локально нагріватися та плавитися. , з подальшим охолодженням і твердінням для досягнення з'єднання однорідних або різнорідних матеріалів. Для процесу лазерного зварювання потрібна щільність потужності лазера 104до 108Вт/см2. У порівнянні з традиційними методами зварювання лазерне зварювання має наступні переваги.
Технологія лазерного з’єднання або технологія лазерного зварювання використовує лазерний промінь високої потужності для фокусування та регулювання випромінювання поверхні матеріалу, а поверхня матеріалу поглинає енергію лазера та перетворює її на теплову енергію, змушуючи матеріал локально нагріватися та плавитися. , з подальшим охолодженням і твердінням для досягнення з'єднання однорідних або різнорідних матеріалів. Для процесу лазерного зварювання потрібна щільність потужності лазера 104до 108Вт/см2. У порівнянні з традиційними методами зварювання лазерне зварювання має наступні переваги.
1-плазмова хмара, 2-плавлячий матеріал, 3-замкова щілина, 4-глибина синтезу
Завдяки наявності замкової щілини лазерний промінь після опромінення внутрішньої сторони замкової щілини збільшить поглинання лазера матеріалом і сприятиме утворенню розплавленої ванни після розсіювання та інших ефектів, два методи зварювання порівнюються наступним чином.
На наведеному вище малюнку зображено процес лазерного зварювання того самого матеріалу та того самого джерела світла, механізм перетворення енергії здійснюється лише через замкову щілину, замкову щілину та розплавлений метал біля стінки отвору рухається з просуванням лазерного променя, розплавлений метал відсуває замкову щілину від повітря, що залишилося для заповнення та після конденсації, утворюючи зварний шов.
Якщо зварюваний матеріал є різнорідним металом, наявність відмінностей у теплових властивостях матиме великий вплив на процес зварювання, наприклад відмінності в температурах плавлення, теплопровідності, питомій теплоємності та коефіцієнтах розширення різних матеріалів, що призводить до при зварювальних напругах, зварювальних деформаціях і змінах умов кристалізації металу зварного з'єднання, що викликає зниження механічних властивостей зварного шва.
Таким чином, відповідно до різних характеристик сцени зварювання, процес зварювання розробив лазерне зварювання наповнювачем, лазерне паяння, двопроменеве лазерне зварювання, лазерне композитне зварювання тощо.
Лазерне заповнення дроту
У процесі лазерного зварювання алюмінієвих, титанових і мідних сплавів через низьке поглинання лазерного світла (<10%) у цих матеріалах фотогенерована плазма має певне екранування лазерного світла, тому легко утворюються бризки та призводять до утворення дефектів, таких як пористість і тріщини. Крім того, на якість зварювання також впливає, коли зазор між заготовками перевищує діаметр плями під час напилення тонкої пластини.
При вирішенні перерахованих вище проблем кращий результат зварювання можна отримати за допомогою методу присадного матеріалу. Наповнювач може бути дротом або порошком, або може бути використаний попередньо встановлений метод наповнення. Завдяки маленькій точці фокусування зварний шов стає більш вузьким і має злегка опуклу форму на поверхні після нанесення присадочного матеріалу.
Лазерна пайка
На відміну від зварювання плавленням, яке розплавляє дві зварювані деталі одночасно, пайка додає до поверхні шва присадний матеріал з нижчою температурою плавлення, ніж основний матеріал, розплавляючи наповнювальний матеріал, щоб заповнити зазор при температурі, нижчій за температуру плавлення основного матеріалу. і вище температури плавлення наповнювача, а потім конденсується з утворенням суцільного зварного шва.
Пайка підходить для термочутливих мікроелектронних пристроїв, тонких пластин і летючих металевих матеріалів.
Крім того, його можна додатково класифікувати як м’яку пайку (<450 °C) і тверду пайку (>450 °C) залежно від температури, при якій нагрівається паяльний матеріал.
Двопроменеве лазерне зварювання
Двопроменеве зварювання дозволяє гнучко і зручно контролювати час і положення лазерного випромінювання, таким чином регулюючи розподіл енергії.
Він в основному використовується для лазерного зварювання алюмінієвих і магнієвих сплавів, зварювання з’єднань і зварювання внахлест для автомобілів, лазерного паяння та зварювання глибоким плавленням.
Подвійний промінь може бути отриманий двома незалежними лазерами або розщепленням променя за допомогою світлорозподільника.
Два промені можуть являти собою комбінацію лазерів із різними характеристиками у часовій області (імпульсний чи безперервний), різними довжинами хвилі (середній інфрачервоний та видимий діапазони) і різними потужностями, які можна вибрати відповідно до фактично обробленого матеріалу.
4. Лазерне композитне зварювання
Завдяки використанню лазерного променя як єдиного джерела тепла, лазерне зварювання з одним джерелом тепла має низький коефіцієнт перетворення енергії та коефіцієнт використання, інтерфейс зварювального основного матеріалу легко виробляти зміщення, легко створювати пори та тріщини та інші недоліки, щоб вирішити цю проблему, можна використовувати нагрівальні характеристики інших джерел тепла для поліпшення нагріву лазера на заготовці, що зазвичай називається лазерним композитним зварюванням.
Основною формою лазерного композитного зварювання є композитне зварювання лазером та електричною дугою, ефект 1 + 1 > 2 виглядає наступним чином.
після лазерного променя поблизу прикладеної дуги,електронна густина значно зменшуєтьсяплазмова хмара, створена лазерним зварюванням, розріджується, щоможе значно покращити швидкість поглинання лазера, тоді як дуга на попередньому нагріванні основного матеріалу ще більше збільшить швидкість поглинання лазера.
2. високе використання енергії дуги та загальногоспоживання енергії збільшиться.
3, зона дії лазерного зварювання невелика, легко спричинити зміщення зварювального порту, тоді як теплова дія дуги велика, що можезменшити зміщення зварювального порту. У той же час,покращується якість зварювання та ефективність дугиза рахунок фокусуючого і направляючого впливу лазерного променя на дугу.
4, лазерне зварювання з високою піковою температурою, великою зоною теплового впливу, швидким охолодженням і швидкістю затвердіння, легким утворенням тріщин і пор; тоді як зона термічного впливу дуги невелика, що може зменшити градієнт температури, охолодження, швидкість затвердіння,може зменшити та усунути утворення пор і тріщин.
Існує дві поширені форми лазерно-дугового композитного зварювання: лазерне зварювання TIG (як показано нижче) і лазерне зварювання MIG.
Існують також інші форми зварювання, такі як лазерне та плазмово-дугове зварювання, лазерне зварювання та зварювання індуктивним джерелом тепла.
Про MavenLaser
Maven Laser є лідером із застосування лазерної індустріалізації в Китаї та авторитетним постачальником глобальних рішень для лазерної обробки. Ми глибоко розуміємо тенденції розвитку обробної промисловості, постійно збагачуємо наші продукти та рішення, наполягаємо на дослідженні інтеграції автоматизації, інформатизації та інтелекту з виробничою промисловістю, надаємо обладнання для лазерного зварювання, обладнання для лазерного маркування, обладнання для лазерного очищення та лазерні золоті та срібні прикраси ріжуче обладнання для різних галузей промисловості, включаючи повну потужність, і постійно розширюємо наш вплив у сфері лазерного обладнання.
Час публікації: 13 січня 2023 р
