Lāzera savienošanas tehnoloģija jeb lāzermetināšanas tehnoloģija izmanto jaudīgu lāzera staru, lai fokusētu un regulētu materiāla virsmas apstarošanu, un materiāla virsma absorbē lāzera enerģiju un pārveido to siltumenerģijā, izraisot materiāla lokālu uzsilšanu un kušanu, kam seko atdzesēšana un sacietēšana, lai panāktu homogēnu vai atšķirīgu materiālu savienošanu. Lāzera metināšanas procesam nepieciešams lāzera jaudas blīvums 104līdz 108W/cm2Salīdzinot ar tradicionālajām metināšanas metodēm, lāzermetināšanai ir šādas priekšrocības.
Lāzera savienošanas tehnoloģija jeb lāzermetināšanas tehnoloģija izmanto jaudīgu lāzera staru, lai fokusētu un regulētu materiāla virsmas apstarošanu, un materiāla virsma absorbē lāzera enerģiju un pārveido to siltumenerģijā, izraisot materiāla lokālu uzsilšanu un kušanu, kam seko atdzesēšana un sacietēšana, lai panāktu homogēnu vai atšķirīgu materiālu savienošanu. Lāzera metināšanas procesam nepieciešams lāzera jaudas blīvums 104līdz 108W/cm2Salīdzinot ar tradicionālajām metināšanas metodēm, lāzermetināšanai ir šādas priekšrocības.
1. plazmas mākonis, 2. kūstošs materiāls, 3. atslēgas caurums, 4. saplūšanas dziļums
Atslēgas cauruma esamības dēļ lāzera stars pēc atslēgas cauruma iekšpuses apstarošanas palielinās lāzera absorbciju materiālā un veicinās izkausēta baseina veidošanos pēc izkliedes un citiem efektiem, abas metināšanas metodes tiek salīdzinātas šādi.
Iepriekš redzamajā attēlā ir parādīts tā paša materiāla un tā paša gaismas avota lāzera metināšanas process, enerģijas pārveidošanas mehānisms tiek veikts tikai caur atslēgas caurumu, atslēgas caurums un izkausētais metāls pie cauruma sienas pārvietojas līdz ar lāzera stara virzību, izkausētais metāls pārvieto atslēgas caurumu prom no atlikušā gaisa, lai to piepildītu, un pēc kondensācijas veido metināšanas šuvi.
Ja metināmais materiāls ir atšķirīgs metāls, atšķirību esamība termiskajās īpašībās būtiski ietekmēs metināšanas procesu, piemēram, atšķirības dažādu materiālu kušanas temperatūrās, siltumvadītspējā, īpatnējā siltumietilpībā un izplešanās koeficientos, kā rezultātā rodas metināšanas spriegums, metināšanas deformācija un izmaiņas metinātā metāla kristalizācijas apstākļos, izraisot metinājuma mehānisko īpašību samazināšanos.
Tāpēc, atkarībā no metināšanas ainas dažādajām īpašībām, metināšanas process ir izstrādājis lāzera pildvielas metināšanu, lāzera lodēšanu, divu staru lāzera metināšanu, lāzera kompozītmateriālu metināšanu utt.
Lāzera stieples aizpildīšanas metināšana
Alumīnija, titāna un vara sakausējumu lāzermetināšanas procesā, pateicoties zemai lāzera gaismas absorbcijai (<10%) šajos materiālos, fotoģenerētā plazma zināmā mērā ekranē lāzera gaismu, tāpēc ir viegli veidoties šļakatām un radīt defektus, piemēram, porainību un plaisas. Turklāt metināšanas kvalitāti ietekmē arī tas, ja atstarpe starp sagatavēm ir lielāka par metināšanas vietas diametru plāno plākšņu izsmidzināšanas laikā.
Risinot iepriekš minētās problēmas, labāku metināšanas rezultātu var iegūt, izmantojot pildvielas metodi. Pildviela var būt stieple vai pulveris, vai arī var izmantot iepriekš iestatītas pildvielas metodi. Mazā fokusētā punkta dēļ metinājuma šuve pēc pildvielas uzklāšanas kļūst šaurāka un uz virsmas iegūst nedaudz izliektu formu.
Lāzera lodēšana
Atšķirībā no kausēšanas metināšanas, kurā vienlaikus izkausē divas metinātas detaļas, lodēšanas procesā metinājuma virsmai tiek pievienots pildmateriāls ar zemāku kušanas temperatūru nekā pamatmateriālam, pildmateriāls tiek izkausēts, lai aizpildītu spraugu temperatūrā, kas ir zemāka par pamatmateriāla kušanas temperatūru un augstāka par pildmateriāla kušanas temperatūru, un pēc tam kondensējas, veidojot cietu metinājuma šuvi.
Lodēšana ir piemērota karstumjutīgām mikroelektroniskām ierīcēm, plānām plāksnēm un gaistošiem metāla materiāliem.
Turklāt to var klasificēt kā mīksto lodēšanu (<450 °C) un cieto lodēšanu (>450 °C) atkarībā no temperatūras, kurā lodēšanas materiāls tiek uzkarsēts.
Divstaru lāzera metināšana
Divstaru metināšana ļauj elastīgi un ērti kontrolēt lāzera apstarošanas laiku un pozīciju, tādējādi pielāgojot enerģijas sadalījumu.
To galvenokārt izmanto alumīnija un magnija sakausējumu lāzermetināšanai, automašīnu savienošanas un pārlaiduma plākšņu metināšanai, lāzerlodēšanai un dziļajai kausēšanas metināšanai.
Divkāršo staru var iegūt ar diviem neatkarīgiem lāzeriem vai sadalot staru ar staru sadalītāju.
Abi stari var būt lāzeru kombinācija ar atšķirīgām laika domēna īpašībām (impulsējošs pret nepārtrauktu), dažādiem viļņu garumiem (vidējais infrasarkanais pret redzamo viļņu garumu) un dažādām jaudām, kuras var izvēlēties atkarībā no faktiski apstrādājamā materiāla.
4. Lāzera kompozītmateriālu metināšana
Tā kā lāzera stars tiek izmantots kā vienīgais siltuma avots, lāzera metināšanai ar vienu siltuma avotu ir zems enerģijas konversijas ātrums un izmantošanas līmenis, metināšanas pamatmateriāla porta saskarnē ir viegli radīt neatbilstību, viegli radīt poras, plaisas un citus trūkumus. Lai atrisinātu šo problēmu, var izmantot citu siltuma avotu sildīšanas īpašības, lai uzlabotu lāzera sildīšanu uz sagataves, ko parasti sauc par lāzera kompozītmetināšanu.
Lāzera kompozītmateriālu metināšanas galvenā forma ir lāzera un elektriskā loka kompozītmateriālu metināšana, 1 + 1 > 2 efekts ir šāds.
pēc lāzera stara pie pielietotā loka,elektronu blīvums ir ievērojami samazināts, lāzera metināšanas radītais plazmas mākonis tiek atšķaidīts, kasvar ievērojami uzlabot lāzera absorbcijas ātrumu, savukārt loka uz pamatmateriāla iepriekšēja uzsildīšana vēl vairāk palielinās lāzera absorbcijas ātrumu.
2. loka augstā enerģijas izmantošana un kopējaisenerģijas patēriņš tiks palielināts.
3, lāzera metināšanas darbības laukums ir mazs, viegli izraisīt metināšanas porta nepareizu novietojumu, savukārt loka termiskā darbība ir liela, kas varsamazināt metināšanas porta neatbilstībuTajā pašā laikāuzlabota metināšanas kvalitāte un loka efektivitātelāzera stara fokusējošās un virzošās iedarbības uz loku dēļ.
4, lāzera metināšana ar augstu maksimālo temperatūru, lielu termiski ietekmēto zonu, ātru dzesēšanas un sacietēšanas ātrumu, viegli veidojamas plaisas un poras; kamēr loka termiski ietekmētā zona ir maza, kas var samazināt temperatūras gradientu, dzesēšanu un sacietēšanas ātrumu,var samazināt un novērst poru un plaisu veidošanos.
Ir divas izplatītas lāzerloka kompozītmateriālu metināšanas formas: lāzerloka kompozītmateriālu metināšana ar TIG (kā parādīts zemāk) un lāzerloka kompozītmateriālu metināšana ar MIG.
Ir arī citi metināšanas veidi, piemēram, lāzera un plazmas loka, lāzera un induktīvā siltuma avota saliktā metināšana.
Par MavenLaser
Maven Laser ir lāzerindustrializācijas pielietošanas līderis Ķīnā un autoritatīvs globālu lāzerapstrādes risinājumu piegādātājs. Mēs dziļi izprotam ražošanas nozares attīstības tendences, pastāvīgi pilnveidojam savus produktus un risinājumus, uzstājam uz automatizācijas, informatizācijas un intelekta integrācijas izpēti ražošanas nozarē, nodrošinām lāzermetināšanas iekārtas, lāzermarķēšanas iekārtas, lāzertīrīšanas iekārtas un lāzergriešanas iekārtas zelta un sudraba rotaslietām dažādām nozarēm, tostarp pilnas jaudas sērijām, un nepārtraukti paplašinām savu ietekmi lāzeriekārtu jomā.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 13. janvāris
