Metināšanas zināšanu enciklopēdija: īsa diskusija par klasifikāciju
un lāzermetināšanas metināšanas procesi
Rūpnieciskajā ražošanā lāzera metināšana jau sen tiek izmantota kosmosa, aviācijas un kosmosa jomā.augstas precizitātes metināšanaun īpašu materiālu metināšana. Attīstoties rūpniecībai un tehnoloģijām, lāzermetināšana arvien vairāk tiek izmantota parasto materiālu metināšanā. Šodien mēs apspriedīsim lāzermetināšanas klasifikāciju. Lāzermetināšana ir efektīva un precīza metināšanas metode, kurā materiālu sakausēšanai kā siltuma avotu izmanto augsta enerģijas blīvuma lāzera staru. Tai ir daudz priekšrocību, piemēram, liels metināšanas ātrums, neliela deformācija, zemas prasības metināšanas videi, augsts jaudas blīvums, magnētisko lauku ietekmes neesamība, ierobežojumi attiecībā uz vadošiem materiāliem, vakuuma darba apstākļu neesamība un rentgenstaru neradīšanās metināšanas procesa laikā.
Lāzera metināšanu var klasificēt no dažādiem aspektiem:
- Klasifikācija pēc lāzera izejas enerģijas režīma:
- Nepārtraukta lāzermetināšana: Metināšanas procesa laikā tiek veidota nepārtraukta un nepārtraukta metinājuma forma.
- Impulsa lāzera metināšanaTā kā enerģijas padeve metinātās detaļas virsmai ir periodiska, katrs pulsējošais gaismas punkts iedarbojas uz metinātās sagataves virsmu, veidojot apļveida metināšanas punktu. Dažādas metināšanas formas var iegūt atkarībā no dažādiem lāzera parametriem.
- Klasifikācija pēc fokusētā lāzera punkta jaudas blīvuma:
- Lāzera siltumvadītspējas metināšana: jaudas blīvums ir relatīvi zems, parasti mazāks par 10⁵ W/cm². Lāzers pārnes enerģiju uz metināmā sagataves virsmu, uzkarsējot metāla virsmu līdz temperatūrai starp kušanas temperatūru un viršanas temperatūru. Siltums tiek pārnests uz metāla iekšpusi, izmantojot siltumvadītspēju, veidojot metinājuma šuvi, kas ir līdzīga inertai volframa metināšanai.gāzes (TIG) metināšana.
- Dziļās iespiešanās lāzera metināšana (atslēgas cauruma metināšana): Kad lāzera jaudas blīvums, kas iedarbojas uz metāla virsmu, ir lielāks par 10⁵ W/cm², jaudīgs lāzera stars iedarbojas uz metāla materiāla virsmu, izraisot lokālu kušanu un veidojot “atslēgas caurumu”. Lāzera stars iekļūst izkausētā metāla iekšpusē caur “atslēgas caurumu”, veidojot metinājuma šuvi.
- Klasifikācija pēc vadības režīma:
- Manuāla lāzera metināšanas iekārta
- Automātiska lāzera metināšanas iekārta
- Galvo lāzera metināšanas iekārta
- Klasifikācija pēc lāzera tipa:
- YAG lāzera metināšanas iekārta
- Pusvadītāju lāzera metināšanas iekārta
- Šķiedru lāzera metināšanas iekārta
1. Lidojošā lāzera metināšana
Lidojošā lāzera metināšana apvieno tālvadības metināšanas, galvanometru un manipulatoru priekšrocības un ir aprīkota ar profesionālu grafikas apstrādes programmatūru, lai panāktu tūlītēju daudztrajektoriju metināšanu trīsdimensiju telpā.
Galvenie pielietojumi:
To izmanto tādiem izstrādājumiem kā automašīnu virsbūves, sēdekļi un parastas automašīnu detaļas. Materiālu ziņā to var izmantot dažādiem izplatītiem materiāliem, piemēram, tērauda plāksnēm, auksti velmētām plāksnēm un alumīnija sakausējumiem, kā arī kompozītmateriāliem un sakausējumu materiāliem, piemēram, magnija-alumīnija sakausējumiem.
★ Priekšrocības:
- Savietojams ar jebkuru metināšanas formu
- Piemērots jebkuram metināšanas virzienam
- Lietotāja definēts metināšanas/punktu sadalījums
- Optimizēts sprieguma sadalījums
- Spēj veikt ātrgaitas punktmetināšanu, šuvju metināšanu, pārlaidumu metināšanu, mucas metināšanu, filejas metināšanu un pārklāšanās metināšanu
- Reāllaika sinhronizācija starp metināšanas galviņu un robotu, lai paātrinātu lāzera metināšanas procesu
- Mazāka grīdas platības nepieciešamība
- Zemākas uzturēšanas un loģistikas izmaksas
2. Spirālveida lāzera metināšana
Tā ir lāzera metināšanas metode ar dubultķīļa lāzera svārstībām, kas tiek realizēta, aprīkojot metināšanas galviņu ar īpašu svārstību moduli. Tas ļauj fokusētajam gaismas punktam veidot spirālveida metinājumu, kamēr metināšanas galva kustas.
Galvenie pielietojumi:
Eņģu metināšana, siltummaiņi, cauruļu siltummaiņi, biezu cauruļu metināšana naftas un dabasgāzes rūpniecībā, atloku metināšana un alumīnija sakausējumu metināšana utt.
★ Priekšrocības:
- Platāka metinājuma šuve
- Īpaši augsta apstrādes atkārtojamība/procesa stabilitāte
- Labāka metinājuma veidošanās
- Vienkāršāka pēcapstrāde un gludāka metinātās sagataves virsma
- Lieliskas alumīnija sakausējumu metināšanas iespējas
3. Lāzera lodēšana
Lāzerlodēšana ir metode, kurā tiek izmantots pildmetāls ar kušanas temperatūru zemāku nekā pamatmetāla kušanas temperatūra. Lodējamo pildmetālu uzkarsē līdz temperatūrai, kas ir augstāka par tā kušanas temperatūru, bet zemāka par pamatmetāla kušanas temperatūru. Šķidrais lodējamais pildmetāls samitrina pamatmetālu, aizpilda savienojuma spraugu un difundējas ar pamatmetālu, lai izveidotu metināto detaļu savienojumu.
Galvenie pielietojumi:
Alumīnija virsbūves rāmja konstrukciju metināšana, piemēram, jumta un sānu sienas savienojuma un durvju metināšana.
★ Priekšrocības:
- Samazina tīra lāzera metināšanas defektus, piemēram, poras, plaisas un pārmērīgas izstrādājumu montāžas spraugas
- Uzlabo metināšanas izturību un nodrošina perfektu metināšanas šuvi
- Lodēšanas laikā kūst tikai lodēšanas pildmetāls, bet pamatmetāls nē.
- Neliela lodēto savienojumu deformācija, gluds un estētisks izskats, piemērots precīzai metināšanai, sarežģītām detaļām no dažādiem materiāliem
- Maza karstuma ietekmētā zona un augsta spiedes izturība
4. Lāzera stieples pildījuma metināšana
Lāzera stieples metināšana ir metode, kurā tiek izmantots pildmetāls ar tādu pašu vai līdzīgu materiālu kā pamatmetāls. Pamatmetāls un lodēšanas pildmetāls tiek izkausēti un pēc tam sacietināti, veidojot metinājuma šuvi.
Galvenie pielietojumi:
Transportlīdzekļu un auto detaļu visu virsbūves konstrukciju metināšana.
★ Priekšrocības:
- Samazina tīra lāzera metināšanas defektus, piemēram, poras un plaisas
- Uzlabo metināto izstrādājumu kvalifikācijas līmeni un ļauj nedaudz palielināt atstarpes starp metinātajiem izstrādājumiem
- Metināšanas laikā pamatmetāls kūst, un metināšanas stiprība ir augstāka nekā pamatmetālam.
5. Svārstīgā lodēšana
Tas integrē staru kūļa veidošanas un metināšanas šuvju izsekošanas funkcijas vienā iekārtā, izmantojot ALO3. Piedevas stiepli var izmantot kā mehānisku sensoru.
Galvenie pielietojumi:
Baltu virsbūvju lāzerlodēšana, galvenokārt jumta pārsegu un bagāžnieka vāku lāzerlodēšana, kā arī automašīnu detaļu lodēšana. Detaļu svārstības un stiprinājumu kļūdas bieži vien ievērojami palielina lāzerlodēšanas grūtības, kā rezultātā lāzera metināšanas process ir ārkārtīgi sarežģīts. Tomēr oscilējošā lodēšana var efektīvi pielāgot savu metināšanas virzienu. Pateicoties metināšanas izsekošanas un automātiskās fokusa attāluma kompensācijas funkcijām, tā ļauj viegli vadīt un fokusēt lāzera staru, veikt virziena maiņu, tai ir augsts automatizācijas līmenis, liels metināšanas ātrums un augsta efektivitāte, tādējādi saglabājot metināšanas kvalitāti.
★ Priekšrocības:
- Metināšanas izsekošana, lai reāllaikā noteiktu sagataves metināšanas trajektoriju
- Metināšanas trajektorijas adaptīva pielāgošana trīs XYZ virzienos atbilstoši dažādām sagataves novirzēm, lai iegūtu labu metināšanas kvalitāti
- Uzlabo izstrādājumu metināšanas konsekvenci
6. Trīspunktu lodēšana
Lēcai ir pievienots divu punktu modulis. Metināšanas laikā lodēšanas optikas trīs punktu modulis sadala vienu staru trīs staros, nodrošinot risinājumu karstcinkota tērauda lokšņu lodēšanai un padarot metinājuma šuvi plakanāku bez plaisāšanas.
Galvenie pielietojumi:
Alumīnija sakausējuma balto virsbūvju lodēšana, jumta pārsegu un bagāžnieka vāku lāzerlodēšana un automašīnu detaļu lodēšana u. c.
★ Priekšrocības:
- Stabilāks un uzticamāks lodēšanas process
- Ātrāks ātrums
- Augstāka izturība
- Labāka karstgalvanizēto lokšņu metinājumu izskata kvalitāte
- Tiešsaistes tīrīšanas process
- Dinamiskā enerģijas regulēšana
7. Vairāku viļņu garumu hibrīdmetināšana
Vairāku viļņu garumu hibrīdmetināšanair inovatīvs metināšanas process, ko pirmo reizi izstrādāja Lianying Laser. Tas pārklāj divus lāzera starus ar dažādu viļņu garumu, tādējādi abu staru asis telpā sakrīt. Galvenā viļņa garuma lāzeru galvenokārt izmanto metināšanai, savukārt sekundārā viļņa garuma lāzeru galvenokārt izmanto metināšanas stieples un pamatmetāla iepriekšējai uzsildīšanai, samazinot izkausētā metāla atdzišanas ātrumu metināšanas vannā. Tas ir īpaši piemērots alumīnija sakausējumiem, magnija sakausējumiem, vara sakausējumiem utt.
★ Priekšrocības:
- Samazina poru saturu
- Uzlabo metināšanas lodītes stabilitāti un palielina metināšanas efektivitāti
- Efektīvi mazina termisko spriegumu, samazina plaisas, uzlabo metinājuma izturību un iegūst metinājuma šuves ar relatīvi vienmērīgu izskatu.
Noslēgumā jāsaka, ka pašlaik lāzeru nozarē kopumā ārvalstu tehnoloģijas un iekārtas joprojām ieņem vadošo pozīciju. Tās ir vispusīgi attīstītas visos aspektos, sākot no lāzeru saimniekiem un optiskās apstrādes galviņām līdz palīgiekārtām, piemēram, dzesētājiem, jaudas mērītājiem, metināšanas laikā veicamai uzraudzībai, pēcmetināšanas pārbaudei un TCP kalibratoriem. Vietējie uzņēmumi dara visu iespējamo, lai panāktu. Tomēr lāzermetināšanas pielietojumu jomā Ķīna ir pietuvojusies starptautiskajam progresīvajam līmenim, un ir parādījušies vairāki augstas kvalitātes uzņēmumi, kas sasniedz izcilus rezultātus.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 5. septembris
