Palyginti su tradiciniais suvirinimo metodais,lazerinis suvirinimasturi reikšmingų privalumų – mažas šilumos tiekimas, didelis suvirinimo greitis, maža karščio paveikta zona,
Pastaraisiais metais lazerinis suvirinimas buvo plačiai naudojamas automobilių pramonėje, laivų statybos pramonėje, branduolinės energetikos pramonėje, aviacijos ir kosmoso pramonėje.
Aviacijos pramonė ir kitos aukštųjų technologijų pramonės šakos vis plačiau naudojamos kasdienėje techninės įrangos tiekime, o mažėjant pilnų įrangos komplektų kainai.
Ir kitos su gyvybe susijusios taikymo sritys pradėjo sparčiai augti. Tačiau tuo pačiu metu vieno lazerio suvirinimas taip pat turi tam tikrų trūkumų,
Negali patenkinti vis įvairesnių poreikių: pirma, vieno lazerio suvirinimo ant suvirinimo mazgo tarpo reikalavimai yra labai griežti,
Paprastai reikalaujama, kad tarpas būtų mažesnis nei 0,2 mm, kitaip sunku pasiekti gerą jungtį; Antra,vieno lazerio suvirinimasyra labai jautrus suvirinimo įtrūkimams
Suvirinimo siūlėje labai lengva įtrūkti, o suvirinimo siūlės sudėties negalima reguliuoti taip, kad būtų kontroliuojamas įtrūkimų susidarymas; Trečia, vienas
Lazeriniam suvirinimui reikalingi itin didelės galios lazeriai, kai suvirinamos didelio storio plokštės, o jo įsiskverbimo geba visiškai priklauso nuo lazerio galios.
Ir suvirinimo kokybės negalima visiškai garantuoti.
Siekiant patenkinti įvairių pramonės šakų plėtros poreikius, taip pat buvo patobulinti lazerinio suvirinimo metodai ir sukurta atitinkama plėtra, pavyzdžiui, šis straipsnis.
Aprašomas lazerinis vielos užpildymo suvirinimas ir kiti suvirinimo metodai. Lazerinis vielos užpildymo suvirinimas sukurtas vieno lazerio suvirinimo pagrindu.
Palyginti su vieno lazerio suvirinimu, jis turi akivaizdžių pranašumų:
①Dėl suvirinimo proceso metu pridedama suvirinimo viela, todėl ruošinio surinkimo reikalavimai gerokai padidėja, o suvirinimo siūlės plotas gali būti perdengtas.
Sujunkite su didesniu suvirinimo tarpu, tuo pačiu padarydami suvirinimą pilnesnį;
Suvirinimo vielos sudėtis skiriasi nuo suvirinimo siūlės pagrindinės medžiagos sudėties, todėl galima kontroliuoti suvirinimo vietos mikrostruktūros savybes.
Įliejus vielą į suvirinimo vonelę, galima reguliuoti suvirinimo vonelės kokybę, sudėtį ir proporcijas, kad būtų galima kontroliuoti kietėjimo procesą ir mikrostruktūros formavimąsi.
(3) Maža linijos energijos sąnauda, maža šilumos paveikta zona ir šiluminė deformacija, todėl ruošinys suvirinamas laikantis griežtų deformacijos reikalavimų;
④galima pasiekti mažesnio lazerinio suvirinimo galią su storesnėmis medžiagomis, nes suvirinimo viela pridedama prie suvirinimo proceso, galima atlikti daugkartinį suvirinimą ir
Suvirinimo vonelės metalas bus žymiai padidintas, kad suvirinimo jungtį būtų galima atidaryti ir sumažinti tikrąjį suvirinimo jungties dydį.
Lazerinio suvirinimo storis, o tada realizuoti daugiakanalio lazerinio vielos suvirinimo storą plokštės medžiagą.
Skirtumas tarp lazerinio vielos suvirinimo ir lazerinio vielos suvirinimo
Lazerinio vielos užpildo suvirinimo būdas parodytas 1 paveiksle, kuris skiriasi nuo 2 paveiksle parodyto lazerinio vielos užpildo litavimo. Abiejų suvirinimo metodų pagrindiniai elementai yra šie:
Nuoseklumas, sudarytas iš lazerio spindulio, suvirinimo vielos, suvirinimo dalių, apsauginių dujų, atsižvelgiant į faktinius poreikius, kad būtų galima nuspręsti, ar jas pridėti, dalyvaujant
Pagrindinė įranga yra vielos padavimo mašina, suvirinimo aparatas, vielos užpildo suvirinimo minkšta pistoleto galvutė, suvirinimo galvutė, didelės galios lazeris.
1 pav. Lazerinio vielos lydymosi suvirinimas
2 pav. Lazerinis vielos litavimas
Nors iš esmės nėra skirtumo tarp dviejų suvirinimo metodų išorinės formos, yra reikšmingas skirtumas iš esmės. Atliekant lazerinį vielinį suvirinimą,
Lazeris paprastai naudoja didelės galios pluošto lazerį, kaip parodyta 3 paveiksle, lazeriui reikia ne tik suvirinimo vielos, bet ir išlydyti pagrindinį metalą.
Lazerinio gilaus įsiskverbimo suvirinimo metu susidaro specialus skylės efektas, susidarantis ant netauriojo metalo, suformuojant gilų lydymosi baseiną, o suvirinimo vielos sudėtis visiškai sumaišoma su netauriojo metalo metalo sudėtimi.
Susidaro naujas hibridinis išlydytas telkinys, kurio elementų sudėtis, proporcijos ir kokybė yra didesnės nei suvirinimo vielos ir pagrindinės medžiagos.
Todėl, atsižvelgiant į pačios pagrindinės medžiagos eksploatacinius defektus, į suvirinimo procesą galima pridėti tinkamą suvirinimo vielą, kad būtų pagerintas suvirinimo efektyvumas.
Žiūrint iš perspektyvos, tikslingai pagerinamas suvirinimo atsparumas įtrūkimams, atsparumas nuovargiui, atsparumas korozijai, atsparumas dilimui ir kiti aspektai. Be to,
Be to, lazerinis vielinis suvirinimas gali būti daugiakanalis sukrautas suvirinimas, nes jis gali pasiekti gilų įsiskverbimą su mažų skylių efektu, kurį galima pasiekti
Visiškas apatinių dviejų suvirinimo siūlės sluoksnių suliejimas leidžia išvengti rimtų nesusiliejimo defektų, todėl galima suvirinti didelio storio jungtis.
Kadalazerinė vielalitavimui lazeris paprastai naudoja didelės galios puslaidininkinį lazerį, kaip parodyta 4 paveiksle
Ant suvirinimo vielos tik labai mažas lazerio kiekis veiks suvirinimo siūlę ir išlydys nedidelį kiekį metalo ant suvirinimo paviršiaus, o lydalo vonelė beveik ištirps lydymosi metu.
Suvirinimo viela yra suformuota, todėl suvirinimo kokybė daugiausia priklauso nuo suvirinimo vielos ir išlydytos suvirinimo vielos elementinės sudėties ir proporcijų suvirinimo vietoje.
Pagrindinis lazerinio vielos litavimo tikslas yra pasiekti tam tikrą suvirinimo jungties stiprumą
Ir sandarinimas, ir lazerinis vielos litavimas negali būti daugiakanalis suvirinimas, viršutiniai ir apatiniai du suvirinimo sluoksniai iš esmės negali būti vientisi.
Dabar visiškai ir efektyviai sulieta, jungties mechaninės savybės yra labai prastos.
Lazerinio vielinio suvirinimo taikymo sritis
Tobulėjant lazerinio vielos užpildo suvirinimo technologijai ir didėjant lazerio galios ribai, taikymo sritis plečiasi.lazerinio vielos užpildo suvirinimas
Vis plačiau, daugiausia šiais aspektais:
Aliuminio lydinio lazerinis suvirinimas
Apskritai, kadangi pats aliuminio lydinys pasižymi dideliu lazerio atspindžiu ir dideliu šilumos laidumu, aliuminio lydinys yra suvirinamas lazeriu.
Kai reikalinga didelė lazerio galia, aliuminio lydiniuose (pvz., Mg, Zn ir kt.) esantys elementai, kurių virimo temperatūra žema, sukelia didelius garavimo ir degimo nuostolius.
Tuo pačiu metu mažas išlydyto metalo paviršiaus įtempimas turi įtakos suvirinimo siūlės kietėjimo savybėms, ir dėl šių priežasčių lazeriu suvirinami aliuminio lydiniai.
Daug problemų – prastos suvirinimo siūlių mechaninės savybės, prastas suvirinimo formavimas, poringumas ir įtrūkimai. Vietoj to, vielai užpildyti naudojamas lazeris.
Aliuminio lydinio suvirinimas žymiai pagerins šias problemas:
①Lazerinis vielos suvirinimas gali pagerinti suvirinimo paviršiaus įdubimą, efektyviai pagerinti suvirinimąTipas, o suvirinimo proceso purslai yra maži;
②Suvirinimo vielos pridėjimas gali ne tik paveikti cilindrinių kristalų orientaciją suvirinimo siūlėje, bet ir praskiesti suvirinimo siūlę.Kristalinė sąsaja, susidaranti dėl santykinio šerdies stulpelinio kristalo augimo, pagerina suvirinimo formavimą ir pagerina medžiagos sugerties greitį lazerio spinduliuotėje.
Didėjant lydymosi pločiui, mikrokietumas šiek tiek sumažėja, o optimizuotų proceso parametrų atveju jungties tempiamasis stipris ir pailgėjimas bus reikšmingi.
Pagerinti; (3) Suvirinant tinkamais proceso parametrais, negalima gauti akivaizdžių vidinių defektų, HV60 ar didesnio mikrokietumo ir jungties HAZ.
Tempimo bandymo metu suvirinimo siūlės zonoje nėra akivaizdaus suminkštėjimo, o lūžis yra pagrindinės medžiagos srityje.
Skirtingų metalų lazerinis suvirinimas
Kai kuriose sudėtingose darbo aplinkose arba dėl sąnaudų dažnai reikia vienu metu turėti kelis ruošinio aspektus.
Ypatingos savybės, tokios kaip atsparumas korozijai, didelis savitasis stiprumas, atsparumas karščiui, atsparumas dilimui, didelis laidumas, geras šilumos išsklaidymas ir kt., tačiau didžioji dauguma
Metalinės medžiagos negali turėti kelių ryškesnių specialiųjų savybių tuo pačiu metu, o metalinės medžiagos su specialiosiomis savybėmis dažnai yra
Retas ir brangus, negali būti naudojamas dideliais kiekiais, todėl, jei galite pagaminti įvairias medžiagas su ypatingomis savybėmis, kad pasiektumėte efektyvų ryšį, tada
Gali atitikti naudojimo reikalavimus. Skirtingų metalinių medžiagų fizikinių ir cheminių savybių skirtumas paprastai yra didelis, o tai neišvengiama suvirinimo procese.
Dėl susidarančių tarpmetalinių junginių, kurie daro didelę įtaką suvirinimo siūlių veikimui, trapūs tarpmetaliniai junginiai labai palengvins suvirinimo siūlės gamybą.
Labai sunku tiesiogiai naudoti vieną lazerį skirtingų metalinių jungčių suvirinimui, o proceso stabilumą sunku kontroliuoti.
Sunku atgaminti. Daugybė mokslininkų ir ekspertų nustatė, kad lazerinis vielos suvirinimas yra gana geras skirtingų metalų suvirinimui, todėl pasirinkimas yra tinkamas.
Užpildymo viela tam tikru mastu gali slopinti tarpmetalinių junginių susidarymą ir labai pagerinti suvirintų jungčių mechaniką.
Našumas:
①Lazeriniu vielos užpildymo suvirinimu suvirinta Mg/Cu persidengimo jungtis gali būti gerai suformuota esant atitinkamiems proceso parametramsSkirtingų metalinių jungčių, turinčių tam tikrą stiprumą, didžiausias šlyties stipris gali siekti 164,2 MPa, tai sudaro 64 % magnio lydinio bazinio metalo.
② Tiriamas Al/Ti persidengiančių ir užpakalinių jungčių suvirinimas, o rezultatai rodo, kad suvirinimo procesas yra stabilus ir suformuotas, kai naudojamas stačiakampis šviesos taškas.Gražus, platus proceso parametrų diapazonas, aukšta suvirinimo kokybė, maksimalus tempiamasis stipris siekia 94% aliuminio lydinio bazinio metalo;Pagerinti suvirinimo formavimą.Jei ruošiniai turi guolių paskirtį, suvirinimo siūlei suyrant, sumažės jos efektyvus storis, o mechaninės savybės sumažės, jei suvirinimo siūlė įkrenta.
Dėl to suvirinimo siūlės krašte susikaups įtempiai, o mechaninės savybės sumažės. Jei suvirinimo siūlė suyra, reikia atsižvelgti į išvaizdos reikalavimus.
Užkabinimas už krašto ar jo kandžiojimas gali turėti didelį vizualinį poveikį ir yra nepriimtinas. Norint gauti pilną suvirinimo siūlę, lazerinis vielinis suvirinimas
Tai labai geras metodas, nes suvirinimo viela įlydoma į išlydytą vonelę, ji gali efektyviai padidinti išlydyto vandens tūrį ir užtikrinti, kad suvirinimo siūlė būtų pilna.
Sąkandžio krašto defektas.
Ruošiniui su dideliu jungties tarpu (paprastai≥0,3 mm), vieno lazerio suvirinimas yra sunkiai pasiekiamas efektyvus sujungimas ir gali būti užpildytas tik
Papildoma medžiaga gali užpildyti suvirinimo tarpą, todėl lazerinis vielinis suvirinimas yra labai efektyvus sprendimas.
Siauro tarpo suvirinimas
Siauro tarpo lazerinis vielos užpildymo suvirinimas gali efektyviai suvirinti vidutinio ir storo lakštus naudojant mažo ir vidutinio galingumo lazerius, ne tik pridedant suvirinimo
Viela, skirta pakeisti suvirinimo metalo sudėtį ir struktūrą, pagerinti bendrą suvirinto sujungimo našumą, taip pat pagerinti vieno lazerio suvirinimo nuolydį
Burnos tarpo ir suvirinimo siūlės karščio paveiktos zonos prisitaikomumas ir atsparumas gedimams yra siauras, o suvirintos jungties įtempis taip pat mažas, todėl atlieka puikų darbą.
Todėl pastaraisiais metais daugelis ekspertų ir mokslininkų atliko atitinkamus tyrimus šia tema:
①Naudojant siauro tarpo lazerinę vielą, užpildančią daugiakanalę technologijąSuvirinimo metodu suvirinta 40 mm storio Q345D jūrinio plieno plokštė, rezultatai rodo, kad tinkami suvirinimo proceso parametrai gali įgauti gerą formą,
Suvirintas sujungimas be poringumo, nėra defektų, tokių kaip nesusiliejimas, suvirinimo centro smūginis atsparumas yra geras, o suvirinimo siūlės tempiamasis stipris yra didesnis nei pagrindinės medžiagos;
②50 mm storio rotoriaus plienas buvo suvirintas siaura tarpo lazerinės vielos užpildymo daugiasluoksniu suvirinimu, o rezultatai parodė, kad suvirinimo proceso parametrai buvo tinkami.
Jis gali būti gerai formuojamas, neturi defektų, tokių kaip šoninės sienelės nesuliejimas, jungties smūgio stiprumas sumažėja, tačiau jos tempiamasis stipris yra didesnis nei motinos.
Mediena;③Tiriamas 20 mm storio 5083 aliuminio lydinio siauro tarpo lazerinės vielos užpildymo suvirinimas, o rezultatai rodo, kad tinkami suvirinimo proceso parametrai
Galima gauti suvirintą jungtį su mažiau porų ir be defektų, tokių kaip nesusiliejimas.
Taikymo atvejai ir įrangos bei proceso parametrų rekomendacijos
1. Taikymo atvejai
Pagerinti suvirinimo formavimą
Reikalavimai: 1 mm ir 3 mm nerūdijančio plieno suvirinimas, suvirinimo siūlė neturi būti porėta, o liejimas turi būti geras.
Įranga: RFL-C4000 (šviesolaidžio šerdies skersmuo 200μm), vielos tiektuvas, suvirinimo galvutė.
5 lentelė. Griovelio formos ir dydžio rekomendacijos
Rezultatai: Liejimas buvo geras, o suvirinimo siūlė nebuvo porėta, kaip parodyta 5 paveiksle.
5 pav. Suvirinimo formavimas ir skerspjūvio morfologija
Siauro tarpo lazerinis vielos užpildymas daugiasluoksniu suvirinimu
Reikalavimai: 18 mm storio suvirinta Q345 jūrinio plieno plokštė, reikalaujanti mažiau suvirinimo skylių, nėra nesulydymo, jungties tempiamoji galia
Stiprumas yra didesnis nei pagrindinės medžiagos, o suvirinimo formavimas yra geresnis.
Įranga: RFL-C6000 (šviesolaidžio šerdies skersmuo 400μm), vielos tiektuvas, suvirinimo galvutė.
Proceso parametrai: suvirinimo pralaida turi būti nuožulni, nuožulnos dydis parodytas 6 paveiksle, o kiti suvirinimo proceso parametrai pateikti 2 lentelėje.
6 pav. Griovelio dydis
Rezultatai: Liejimas buvo geras, nebuvo nesusiliejimo, o suvirinimo siūlė iš esmės neturėjo poringumo, kaip parodyta 7 paveiksle, ir buvo atliktas tempimo bandymas.
Įrodyta, kad suvirinimo siūlė pagrindinėje medžiagoje nutrūksta, o tai rodo, kad jungties tempiamasis stipris yra didesnis nei pagrindinės medžiagos.
7 pav. Suvirinimo siūlės skerspjūvio metalografinė diagrama
2. Įrangos ir proceso parametrų pasiūlymas
Pagerinti suvirinimo formavimą ir kokybę
Įprastų medžiagų suvirinimui lazerine viela užpakalinių jungčių būdu, siekiant pagerinti suvirinimo siūlių formavimąsi, paprastai rekomenduojama, kad lazerio ir pluošto šerdies skersmuo,
Suvirinimo galvutė turi būti sukonfigūruota taip, kad fokusavimo taško skersmuo būtų nuo 0,4 mm iki 0,6 mm, o suvirinimo viela turi būti parinkta tinkamos rūšies.
Kiti suvirinimo parametrai pateikti 2 ir 3 lentelėse.
Siauro tarpo lazerinis vielos užpildymas daugiasluoksniu suvirinimu
Vidutinio storio plokščių siauro tarpo lazerinio vielos užpildymo daugiapakopiam suvirinimui paprastai rekomenduojama, kad fokusavimo taško skersmuo būtų 0,6 mm ~ 1,0 mm, ir
Ir suvirinimo viela turėtų pasirinkti tinkamą klasę, be to, jungties griovelio dydis turi būti pagrįstas, griovelio dydis negali būti per didelis,
Priešingu atveju suvirinimo siūlėje lengva nesulydyti, o bendras rekomenduojamas griovelio dydis pateiktas 5 lentelėje; siūlių skaičius turėtų būti pagrįstas maksimaliu jungties skersmeniu.
Dideliam storiui nustatyti rekomenduojama naudoti maksimalų įrangos suvirinimo pajėgumą, po kiekvieno gylio vieno
Paprastai 3 mm ~ 5 mm; Kalbant apie kiekvienos siūlės suvirinimo proceso parametrus, būtina pasikliauti reikiamu suvirinimo gyliu ir kada
Nustatomas priekinio suvirinimo tarpo plotis. Kai suvirinimo tarpo plotis didesnis, defokusavimo kiekis turėtų būti šiek tiek padidintas, kad šoninė sienelė nesuliptų.
Įrašo laikas: 2025 m. balandžio 3 d.
