Технологія лазерного з'єднання або технологія лазерного зварювання використовує потужний лазерний промінь для фокусування та регулювання опромінення поверхні матеріалу, а поверхня матеріалу поглинає лазерну енергію та перетворює її на теплову енергію, що призводить до локального нагрівання та плавлення матеріалу, а потім до охолодження та затвердіння для досягнення з'єднання однорідних або різнорідних матеріалів. Процес лазерного зварювання вимагає щільності потужності лазера 104до 108Вт/см2Порівняно з традиційними методами зварювання, лазерне зварювання має такі переваги.
Технологія лазерного з'єднання або технологія лазерного зварювання використовує потужний лазерний промінь для фокусування та регулювання опромінення поверхні матеріалу, а поверхня матеріалу поглинає лазерну енергію та перетворює її на теплову енергію, що призводить до локального нагрівання та плавлення матеріалу, а потім до охолодження та затвердіння для досягнення з'єднання однорідних або різнорідних матеріалів. Процес лазерного зварювання вимагає щільності потужності лазера 104до 108Вт/см2Порівняно з традиційними методами зварювання, лазерне зварювання має такі переваги.
1 – плазмова хмара, 2 – плавлення матеріалу, 3 – отвір для плавлення, 4 – глибина плавлення
Через наявність замкової щілини, лазерний промінь, опромінюючи внутрішню її частину, збільшує поглинання лазера матеріалом і сприяє утворенню розплавленої ванни після розсіювання та інших ефектів. Порівняння цих двох методів зварювання проводиться наступним чином.
Наведений вище малюнок показує процес лазерного зварювання того ж матеріалу та того ж джерела світла, механізм перетворення енергії здійснюється лише через отвір для замка, отвір для замка та розплавлений метал біля стінки отвору рухається разом із просуванням лазерного променя, розплавлений метал відсуває отвір від повітря, що залишилося, щоб заповнити його та після конденсації утворити зварний шов.
Якщо матеріал, що зварюється, є різнорідним металом, існування відмінностей у теплових властивостях матиме великий вплив на процес зварювання, таких як відмінності в температурах плавлення, теплопровідності, питомій теплоємності та коефіцієнтах розширення різних матеріалів, що призведе до зварювальних напруг, деформації зварювання та змін умов кристалізації металу зварного з'єднання, що спричинить зниження механічних властивостей шва.
Таким чином, відповідно до різних характеристик зварювальної сцени, процес зварювання розвинувся з використанням лазерного зварювання наповнювачем, лазерної пайки, двопроменевого лазерного зварювання, лазерного композитного зварювання тощо.
Лазерне зварювання дротом
У процесі лазерного зварювання алюмінієвих, титанових та мідних сплавів, через низьке поглинання лазерного світла (<10%) цими матеріалами, фотогенерована плазма має певний захист від лазерного світла, тому легко утворюються бризки та виникають дефекти, такі як пористість та тріщини. Крім того, якість зварювання також знижується, коли зазор між заготовками під час напилення тонких пластин більший за діаметр плями.
Для вирішення вищезазначених проблем кращого результату зварювання можна досягти, використовуючи метод присадного матеріалу. Наповнювачем може бути дріт або порошок, або ж можна використовувати попередньо встановлений метод присадного матеріалу. Завдяки малій сфокусованій плямі, зварний шов стає вужчим і має трохи опуклу форму на поверхні після нанесення присадного матеріалу.
Лазерна пайка
На відміну від зварювання плавленням, яке одночасно плавить дві зварні деталі, паяння додає до поверхні зварювання присадний матеріал з нижчою температурою плавлення, ніж основний матеріал, плавить присадний матеріал для заповнення зазору при температурі нижчій за температуру плавлення основного матеріалу та вищій за температуру плавлення присадного матеріалу, а потім конденсується, утворюючи суцільний зварний шов.
Пайка підходить для термочутливих мікроелектронних пристроїв, тонких пластин та летких металевих матеріалів.
Крім того, його можна класифікувати як м'яке паяння (<450 °C) та тверде паяння (>450 °C) залежно від температури, при якій нагрівається припойний матеріал.
Двопроменеве лазерне зварювання
Двопроменеве зварювання дозволяє гнучко та зручно контролювати час і положення лазерного опромінення, таким чином регулюючи розподіл енергії.
В основному використовується для лазерного зварювання алюмінієвих та магнієвих сплавів, зварювання з'єднань та нахлестовання пластин для автомобілів, лазерної пайки та зварювання глибоким плавленням.
Подвійний промінь може бути отриманий двома незалежними лазерами або шляхом розщеплення променя за допомогою розщеплювача променя.
Два промені можуть бути комбінацією лазерів з різними характеристиками часової області (імпульсний або безперервний), різними довжинами хвиль (середній інфрачервоний або видимий діапазон) та різною потужністю, яку можна вибрати відповідно до фактично оброблюваного матеріалу.
4. Лазерне композитне зварювання
Через використання лазерного променя як єдиного джерела тепла, лазерне зварювання з одним джерелом тепла має низький коефіцієнт перетворення енергії та коефіцієнт використання, інтерфейс порту зварного матеріалу легко перекосюється, легко утворюється пора, тріщини та інші недоліки. Щоб вирішити цю проблему, можна використовувати нагрівальні характеристики інших джерел тепла для покращення нагрівання лазером заготовки, що зазвичай називається лазерним композитним зварюванням.
Основною формою лазерного композитного зварювання є композитне зварювання лазером та електричною дугою, ефект 1 + 1 > 2 полягає в наступному.
після лазерного променя поблизу прикладеної дуги,густина електронів значно знижується, плазмова хмара, що утворюється внаслідок лазерного зварювання, розбавляється, щоможе значно покращити коефіцієнт поглинання лазера, тоді як дуга на попередньому нагріванні основного матеріалу ще більше збільшить коефіцієнт поглинання лазера.
2. високе використання енергії дуги та загальнавикористання енергії збільшиться.
3, площа дії лазерного зварювання невелика, що може спричинити зміщення зварювального порту, тоді як теплова дія дуги велика, що можезменшити перекіс зварювального портуВодночас,покращується якість зварювання та ефективність дугизавдяки фокусувальному та направляючому впливу лазерного променя на дугу.
4, лазерне зварювання з високою піковою температурою, великою зоною термічного впливу, швидкою швидкістю охолодження та затвердіння, легким утворенням тріщин та пор; хоча зона термічного впливу дуги мала, це може зменшити градієнт температури, швидкість охолодження та затвердіння,може зменшити та усунути утворення пор і тріщин.
Існує два поширені види лазерно-дугового композитного зварювання: лазерно-TIG композитне зварювання (як показано нижче) та лазерно-MIG композитне зварювання.
Існують також інші види зварювання, такі як лазерне та плазмово-дугове, лазерне та індуктивне зварювання сполуками джерела тепла.
Про MavenLaser
Maven Laser є лідером у сфері лазерної індустріалізації в Китаї та авторитетним постачальником глобальних рішень для лазерної обробки. Ми глибоко розуміємо тенденції розвитку обробної промисловості, постійно вдосконалюємо наші продукти та рішення, наполягаємо на дослідженні інтеграції автоматизації, інформатизації та інтелекту в обробну промисловість, постачаємо обладнання для лазерного зварювання, обладнання для лазерного маркування, обладнання для лазерного очищення та обладнання для лазерного різання золотих та срібних ювелірних виробів для різних галузей промисловості, включаючи повнопотужні серійні моделі, та постійно розширюємо свій вплив у сфері лазерного обладнання.
Час публікації: 13 січня 2023 р.
