Kāpēc mums nepieciešama lāzera stieples metināšana?

Salīdzinot ar tradicionālajām metināšanas metodēm,lāzera metināšanair ievērojamas priekšrocības – zema siltuma padeve, liels metināšanas ātrums, maza termiski ietekmētā zona,

Pēdējos gados lāzera metināšana ir plaši izmantota automobiļu rūpniecībā, kuģu būves rūpniecībā, kodolenerģijas rūpniecībā, kosmosa rūpniecībā un citās nozarēs.

Aviācijas nozare un citas augsto tehnoloģiju nozares tiek arvien plašāk izmantotas, un, samazinoties pilnu aprīkojuma komplektu izmaksām, ikdienas aparatūras piegādēs.

Un citas ar dzīvību saistītas lietojumprogrammas sāka strauji attīstīties. Taču tajā pašā laikā viena lāzera metināšanai ir arī zināmi trūkumi,

Nevar apmierināt arvien daudzveidīgākās vajadzības: pirmkārt, metināšanas metināšanas atstarpes prasības attiecībā uz metinājuma montāžu ir ļoti stingras,

Parasti ir nepieciešams, lai atstarpe būtu < 0,2 mm, pretējā gadījumā ir grūti panākt labu savienojumu; Otrkārt,viena lāzera metināšanair ļoti jutīgs pret metināšanas plaisām

Metinājuma plaisāšanu ir ļoti viegli izraisīt, un metinājuma sastāvu nevar regulēt, lai kontrolētu plaisu veidošanos; Treškārt, viena

Lāzermetināšanai, metinot liela biezuma plāksnes, ir nepieciešami īpaši jaudīgi lāzeri, un tā iespiešanās spēja ir pilnībā atkarīga no lāzera jaudas.

Un metinājuma kvalitāti nevar pilnībā garantēt.

Lai apmierinātu dažādu nozaru attīstības vajadzības, ir uzlabotas arī lāzera metināšanas metodes un izstrādāta atbilstoša attīstība, piemēram, šis raksts.

Tiek aprakstīta lāzera stieples aizpildīšanas metināšana un citas metināšanas metodes. Lāzera stieples aizpildīšanas metināšana ir izstrādāta, pamatojoties uz viena lāzera metināšanu.

Salīdzinot ar viena lāzera metināšanu, tai ir acīmredzamas priekšrocības:

①Ievērojami samaziniet sagataves montāžas prasības, jo metināšanas stieple tiek pievienota metināšanas procesam, metinājuma vannas metāls tiks ievērojami palielināts un to var savienot

Savienojiet ar lielāku metinājuma spraugu, vienlaikus padarot metinājumu pilnīgāku;

Metinājuma zonas mikrostruktūras īpašības var kontrolēt, jo metināšanas stieples sastāvs atšķiras no metinājuma savienojuma pamatmateriāla sastāva.

Pēc stieples iekausēšanas metināšanas vannā var regulēt metināšanas vannas kvalitāti, sastāvu un proporcijas, lai kontrolētu sacietēšanas procesu un mikrostruktūras veidošanos.

(3) Līnijas enerģijas ievade ir maza, siltuma ietekmētā zona un termiskā deformācija ir mazas, kas ir ļoti labvēlīga sagataves metināšanai ar stingrām deformācijas prasībām;

④var panākt mazāku lāzera jaudu, metinot biezākus materiālus, jo metināšanas stieple tiek pievienota metināšanas procesam, var panākt vairākkārtēju metināšanu, un

Metinājuma vannas metāla platība tiks ievērojami palielināta, lai metināšanas šuvi varētu atvērt un samazināt metinājuma faktisko izmēru.

Lāzera metināšanas biezums un pēc tam daudzkanālu lāzera stieples metināšana ar biezu plākšņu materiālu.

Atšķirība starp lāzera stieples metināšanu un lāzera stieples metināšanu

Lāzera stieples pildvielas metināšanas veids ir parādīts 1. attēlā, kas atšķiras no 2. attēlā redzamās lāzera stieples pildvielas lodēšanas. Abu metināšanas metožu pamatelementi ir

Konsekventi, sastāv no lāzera stara, metināšanas stieples, metināšanas detaļām, aizsarggāzes atbilstoši faktiskajām vajadzībām, lai izlemtu, vai pievienot, iesaistīt

Un galvenais aprīkojums ir stieples padeves iekārta, metināšanas iekārta, stieples pildvielas metināšanas mīkstā pistoles galva, metināšanas galva, lieljaudas lāzers.

1. attēls. Lāzera stieples kausēšanas metināšana

2. attēls. Lāzera stieples lodēšana

Lai gan abu metināšanas metožu ārējā izskatā principā nav atšķirības, būtībā pastāv būtiska atšķirība. Veicot lāzera stieples metināšanu,

Lāzers parasti izmanto jaudīgu šķiedru lāzeru, kā parādīts 3. attēlā, lāzeram ir nepieciešama ne tikai metināšanas stieple, bet arī jāizkausē pamatmetāls un iekšā

Lāzera dziļās iespiešanās metināšanas īpašais caurumu efekts tiek veidots uz pamatmetāla, veidojot dziļu kušanas baseinu, un metināšanas stieples sastāvs ir pilnībā sajaukts ar pamatmetāla metāla sastāvu.

Tiek izveidota jauna hibrīda kausējuma baseina, kura elementu sastāvs, proporcija un kvalitāte ir lielāka nekā metināšanas stieplei un pamatmateriālam.

Tāpēc metināšanas procesam var pievienot atbilstošu metināšanas stiepli atbilstoši paša pamatmateriāla veiktspējas defektiem, lai uzlabotu metināšanas efektivitāti.

Vizuālā līmenī tiek mērķtiecīgi uzlabota metinājuma izturība pret plaisām, noguruma izturība, korozijas izturība, nodilumizturība un citi aspekti. Turklāt

Turklāt lāzera stieples metināšana var būt daudzkanālu sakrauta metināšana, jo tā var panākt dziļu iespiešanās metināšanu ar mazu caurumu efektu, ko var panākt

Metinājuma lodītes apakšējo divu slāņu pilnīga saplūšana novērš nopietnus nesaplūšanas defektus, tāpēc tai ir iespēja sametināt liela biezuma savienojumus.

Kadlāzera stieplelodēšanai lāzers parasti izmanto augstas jaudas pusvadītāju lāzeru, kā parādīts 4. attēlā

Uz metināšanas stieples tikai ļoti neliels lāzera daudzums iedarbosies uz metinājuma šuvi un izkausēs nelielu daudzumu metāla uz metinājuma virsmas, un kausējuma vanna gandrīz izkusīs, kušanas laikā

Metināšanas stieple ir veidota, tāpēc metināšanas veiktspēja galvenokārt ir atkarīga no metināšanas stieples un izkusušās metināšanas stieples elementu sastāva un proporcijas metinājuma vietā.

Lāzera stieples lodēšanas galvenais mērķis ir panākt noteiktu metināšanas savienojuma stiprību

Un blīvēšanu, un lāzera stiepļu lodēšanu nevar veikt ar daudzkanālu sakrautu metināšanu, metinājuma augšējie un apakšējie divi slāņi būtībā nevar būt cieti.

Tagad pilnībā un efektīvi sapludināta, savienojuma mehāniskās īpašības ir ļoti sliktas.

Lāzera stieples metināšanas pielietojuma lauks

Attīstoties lāzera stieples pildvielas metināšanas tehnoloģijai un palielinoties lāzera jaudas ierobežojumam, pielietojuma klāsts ir paplašinājies.lāzera stieples pildvielas metināšana

Arvien plašāk, galvenokārt šādos aspektos:

Alumīnija sakausējuma lāzera stieples metināšana

Kopumā, tā kā pašam alumīnija sakausējumam ir augsta atstarošanas spēja pret lāzeru un augsta siltumvadītspēja, alumīnija sakausējums tiek metināts ar lāzeru.

Ja nepieciešamā lāzera jauda ir liela, tas novedīs pie tā, ka alumīnija sakausējumu (piemēram, Mg, Zn u.c.) elementi ar zemu viršanas temperatūru rada nopietnus iztvaikošanas un degšanas zudumus.

Tajā pašā laikā izkausētā metāla zemā virsmas spraigums ietekmē metinājuma sacietēšanas īpašības, un šie iemesli novedīs pie lāzera metināšanas alumīnija sakausējumu esamības.

Daudz problēmu – sliktas metinājuma šuvju mehāniskās īpašības, slikta metinājuma formēšana, porainība un nopietnas plaisas. Tā vietā stieples aizpildīšanai tiek izmantots lāzers.

Alumīnija sakausējuma metināšana ievērojami uzlabos šīs problēmas:

①Lāzera stieples metināšana var uzlabot metinājuma virsmas depresiju, efektīvi uzlabojot metinājumuTips, un metināšanas procesa šļakatas ir mazas;

②Metināšanas stieples pievienošana var ne tikai ietekmēt cilindrisko kristālu kristālu orientāciju metinājumā, bet arī atšķaidīt metinājumuKristāliskā saskarne, ko rada kodola kolonnveida kristāla relatīvā augšana, uzlabo metinājuma veidošanos un arī uzlabo materiāla absorbcijas ātrumu lāzerā.

Palielinoties kušanas platumam, mikrocietība nedaudz samazinās, un savienojuma stiepes izturība un pagarinājums būs ievērojami, ja procesa parametri būs optimizēti.

Uzlabot; (3) Metinot ar atbilstošiem procesa parametriem, var iegūt bez acīmredzamiem iekšējiem defektiem, mikrocietību HV60 vai augstāku un savienojuma HAZ.

Stiepes testa laikā metinājuma šuvē šajā zonā nav manāma acīmredzama mīkstināšanās, un lūzums ir pamatmateriāla zonā.

Dažādu metālu lāzera stieples metināšana

Dažās prasīgās darba vidēs vai izmaksu apsvērumu dēļ bieži vien ir nepieciešams vienlaikus izmantot vairākus sagataves aspektus.

Īpašas īpašības, piemēram, izturība pret koroziju, augsta īpatnējā izturība, karstumizturība, nodilumizturība, augsta vadītspēja, laba siltuma izkliede utt., bet lielākā daļa

Metāla materiāliem vienlaikus nevar būt vairākas izteiktākas īpašas īpašības, un metāla materiāli ar īpašām īpašībām bieži vien ir

Ierobežots un dārgs, nevar tikt izmantots lielos daudzumos, tāpēc, ja var izgatavot dažādus materiālus ar īpašām īpašībām, lai panāktu efektīvu savienojumu, tad

Var atbilst lietošanas prasībām. Dažādu metāla materiālu fizikālo un ķīmisko īpašību atšķirības parasti ir lielas, kas metināšanas procesā ir neizbēgami.

Starpmetālisku savienojumu veidošanās, kam ir liela ietekme uz metinājuma šuvju veiktspēju, trausli starpmetāliski savienojumi padarīs metinājumu ļoti viegli izgatavojamu.

Ir ļoti grūti tieši izmantot vienu lāzeru dažādu metāla savienojumu metināšanai, un tā procesa stabilitāti ir grūti kontrolēt.

Grūtības reproducēt. Liels skaits zinātnieku un ekspertu ir atklājuši, ka lāzera stieples metināšana ir samērā laba dažādu metālu metināšanai, un izvēle ir atbilstoša.

Pildviela zināmā mērā var kavēt starpmetālisku savienojumu veidošanos un ievērojami uzlabot metināto savienojumu mehāniku.

Veiktspēja:

①Ar lāzera stieples aizpildīšanas metināšanu sametināto Mg/Cu pārlaiduma savienojumu var labi veidot atbilstošos procesa parametrosDažādu metāla savienojumu maksimālā bīdes izturība ar noteiktu stiprību var sasniegt 164,2 MPa, kas ir 64% no magnija sakausējuma pamatmetāla izturības.

② Tiek pētīta Al/Ti pārlaiduma savienojuma un mucas savienojuma metināšana, un rezultāti liecina, ka metināšanas process ir stabils un veidojas, izmantojot taisnstūrveida gaismas punktu.Skaists, plašs procesa parametru klāsts, augsta metināšanas kvalitāte, tā maksimālā stiepes izturība sasniedz 94% no alumīnija sakausējuma pamatmetāla;Uzlabot metinājuma formēšanu.Sagatavēm ar gultņiem, ja metinājuma šuve sabrūk, tās efektīvais biezums samazināsies, un mehāniskās īpašības samazināsies, ja metinājuma šuve saplīst.

Tas novedīs pie sprieguma koncentrācijas metinājuma malā, un mehāniskās īpašības samazināsies. Sagatavei ar izskata prasībām, ja metinājums sabrūk

Aizķeršanās vai košana aiz malas var radīt nopietnu vizuālu efektu un ir nepieņemama. Lai metinājums būtu pilnīgs, lāzera stieples metināšana

Tā ir ļoti laba metode, jo metināšanas stieple tiek iekausēta izkausētajā baseinā, tā var efektīvi palielināt izkausētā baseina tilpumu un pēc tam nodrošināt, ka metinājums ir pilns

Koduma malas defekts.

Sagatavei ar lielu savienojuma spraugu (parasti≥0,3 mm), ar vienu lāzera metināšanu ir grūti panākt efektīvu savienojumu, un to var aizpildīt tikai

Metinājuma spraugu var aizpildīt ar papildu materiālu, tāpēc lāzera stieples metināšana ir ļoti efektīvs risinājums.

Šauru spraugu filejas metināšana

Šauru spraugu lāzera stieples aizpildīšanas metināšana var realizēt vidēja un bieza plākšņu efektīvu metināšanu, izmantojot mazas un vidējas jaudas lāzerus, ne tikai pievienojot metināšanu

Vads, lai mainītu metinājuma metāla sastāvu un struktūru, uzlabotu metinātā savienojuma kopējo veiktspēju, kā arī uzlabotu viena lāzera metināšanas slīpumu

Mutes klīrensa pielāgojamība un defektu tolerance, kā arī metinājuma karstuma ietekmētā zona ir šaura, un metinātā savienojuma spriegums ir arī mazs, kas nodrošina lielisku darbu.

Tāpēc pēdējos gados daudzi eksperti un zinātnieki ir veikuši attiecīgus pētījumus par to:

①Izmantojot šauru spraugu lāzera stieples aizpildīšanu daudzkanālu veidāMetināšanas metode, metināta ar 40 mm biezu Q345D jūras tērauda plāksni, rezultāti liecina, ka atbilstoši metināšanas procesa parametri var iegūt labu formu,

Metinātajam savienojumam nav porainības, nav defektu, piemēram, nesaplūšanas, metinājuma centra triecienizturība ir laba, un metinājuma stiepes izturība ir augstāka nekā pamatmateriālam;

②50 mm biezais rotora tērauds tika sametināts ar šauru spraugu lāzera stieples aizpildīšanas daudzpakāpju metināšanu, un rezultāti parādīja, ka metināšanas procesa parametri bija piemēroti.

Tas var iegūt labu formēšanu, nav defektu, piemēram, sānu sienu nesaplūšanas, savienojuma triecienizturība ir samazināta, bet tā stiepes izturība ir augstāka nekā pamatnei.

Koks;③Tiek pētīta 20 mm bieza 5083 alumīnija sakausējuma šaurās spraugas lāzera stieples aizpildīšanas metināšana, un rezultāti liecina, ka atbilstoši metināšanas procesa parametri

Var iegūt metinātu savienojumu ar mazāk porām un bez defektiem, piemēram, nesaplūšanas.

Pielietojuma gadījumi un ieteikumi par aprīkojumu un procesa parametriem

1. Pielietojuma gadījumi

Uzlabot metinājuma veidošanu

Prasības: 1 mm un 3 mm nerūsējošā tērauda metināšana, metināšanas šuvei nedrīkst būt porainības, un formēšana ir laba.

Aprīkojums: RFL-C4000 (šķiedras serdes diametrs 200μm), stieples padevējs, metināšanas galva.

5. tabula. Ieteikumi par rievas formu un izmēru

Rezultāti: Formēšana bija laba, un metinājumam nebija porainības, kā parādīts 5. attēlā.

5. attēls. Metinājuma formēšana un šķērsgriezuma morfoloģija

Šauru spraugu lāzera stieples aizpildīšanas daudzpakāpju metināšana

Prasības: 18 mm bieza, metināta Q345 jūras tērauda plāksne, nepieciešama mazāk metināšanas caurumu, nav nesaplūšanas, savienojuma stiepes izturība

Izturība ir augstāka nekā pamatmateriālam, un metinājuma veidošana ir labāka.

Aprīkojums: RFL-C6000 (šķiedras serdes diametrs 400μm), stieples padevējs, metināšanas galva.

Procesa parametri: metināšanas caurlaidei jābūt slīpētai, slīpuma izmērs ir parādīts 6. attēlā, bet citi metināšanas procesa parametri ir parādīti 2. tabulā.

6. attēls. Rievas izmērs

Rezultāti: Formēšana bija laba, nebija nesaplūšanas, un metinājumam principā nebija porainības, kā parādīts 7. attēlā, un tika veikta stiepes pārbaude.

Ir pierādīts, ka metinājuma šuve pamatmateriālā pārtrūkst, kas norāda, ka savienojuma stiepes izturība ir augstāka nekā pamatmateriālam.

7. attēls. Metinājuma šķērsgriezuma metalogrāfiskā diagramma

2. Iekārtu un procesa parametru ieteikums

Uzlabot metinājuma formēšanu un kvalitāti

Lai uzlabotu metinājuma veidošanos, parastu materiālu lāzera stieples metināšanai ar mucu savienojumu parasti ieteicams lāzera un šķiedras kodola diametrs,

Metināšanas galviņai jābūt konfigurētai tā, lai fokusēšanas punkta diametrs būtu no 0,4 mm līdz 0,6 mm, un metināšanas stieplei jāizvēlas atbilstoša klase.

Citi metināšanas parametri ir parādīti 2. un 3. tabulā.

Šauru spraugu lāzera stieples aizpildīšanas daudzpakāpju metināšana

Vidēja biezuma plākšņu šauras spraugas lāzera stieples aizpildīšanas daudzpakāpju metināšanai parasti ieteicams, lai fokusēšanas punkta diametrs būtu 0,6 mm ~ 1,0 mm, un

Un metināšanas stieplei jāizvēlas atbilstoša klase, turklāt savienojuma rievas izmēram jābūt saprātīgam, rievas izmērs nedrīkst būt pārāk liels,

Pretējā gadījumā metinājuma iekšpusē ir viegli rasties nesaplūšana, un vispārējais ieteicamais rievas izmērs ir parādīts 5. tabulā; lodīšu skaitam jābalstās uz savienojuma maksimālo izmēru.

Liels biezums, lai noteiktu, pirmais apakšējais metinājums ir ieteicams izmantot iekārtas maksimālo metināšanas jaudu, lai noteiktu pēc katra dziļuma viena

Parasti 3 mm ~ 5 mm; Attiecībā uz katras lodītes metināšanas procesa parametriem jāpaļaujas uz nepieciešamo metināšanas dziļumu un kad

Tiek noteikts priekšējās metināšanas joslas platums. Ja metināšanas joslas platums ir lielāks, defokusēšanas apjoms ir jāpalielina mēreni, lai novērstu sānu sienas nesaplūšanu.