Kao napredni alat za obradu, laser igra sve važniju ulogu u području industrijskog zavarivanja. Iako tradicionalna tehnologija laserskog zavarivanja može do određene mjere kontrolirati te nedostatke, njezin učinak je često ograničen fiksnim parametrima i procesima zavarivanja. Posljednjih godina, pojava tehnologije laserskog zavarivanja s rotirajućim laserom pruža novo rješenje za kontrolu nedostataka zavarivanja. Uvođenjem rotacije laserske zrake tijekom procesa zavarivanja, tehnologija može značajno poboljšati dinamičke karakteristike zavarivačke kupke, čime se optimizira kvaliteta zavarivanja. Tehnologija laserskog zavarivanja s rotirajućim laserom uglavnom se temelji na preciznoj kontroli laserske zrake i tehnologiji rotacije kako bi se postiglo učinkovito i visokokvalitetno zavarivanje.
Poboljšajte izgled:
Tijekomproces zavarivanja, laserska zraka se brzo i precizno zakreće kako bi pokrila cijelo područje zavarivanja. Kada se zraka kreće duž smjera zavara, oscilira u raznim oblicima, poput kruga, osmice i spirale. Chen i suradnici koristili su zakretni laser za zavarivanje različitih aluminijskih legura, a u usporedbi sa zavarivanjem bez zakretnog lasera, morfologija prednjeg i stražnjeg zavara zakretnog laserskog zavarivanja značajno je poboljšana. Osim toga, poprečno zakretno lasersko zavarivanje koristi se za povećanje prilagodljivosti zazora utora. Na nekim vodljivim spojnim radnim komadima potrebno je proširiti područje nadstruje, također je potrebno proširiti metalnu spojnu površinu, a također je potrebno zakrenuti lasersko zavarivanje kako bi metalna spojna površina postala "U".
1. (a) i (b) statistika morfologije poprečnog presjeka zavara i veličine zavara pod različitim načinima njihanja; (c) Oblikovanje gornje površine zavara pod različitim načinima njihanja.
Poboljšajte loše spajanje bočnih stijenki:
Defekt nefuzije bočnih stijenki lako se javlja kod tradicionalnog laserskog zavarivanja s uskim razmakom ploča srednje debljine. Uzrok tome je neravnomjerna raspodjela laserske energije u ustima, pri čemu je unos topline u središte utora velik, a unos topline u bočnu stijenku utora mali, što ne može stvoriti dobru kombinaciju. Ključna mjera za rješavanje defekta nefuzije bočnih stijenki je povećanje unosa topline u bočnu stijenku. U procesu laserskog zavarivanja, razumnija raspodjela energije laserske zrake na površini obratka može se postići zamahom snopa. Kada se širina utora promijeni, amplituda zamaha snopa podešava se kako bi odgovarala širini utora, kako bi se stvorio učinkovit unos topline u bočnu stijenku.
2. Makroskopska slika zavara od prvog sloja (L1) do sedmog sloja (L7) za lasersko zavarivanje sa ili bez oscilacije.
Smanjite nedostatke poroznosti:
Mehanizam inhibicije laserskog zamaha na porama zavarivanja može se pripisati poboljšanju stabilnosti malih rupa i poboljšanju fluidnosti tekućeg metala. Slika 3 prikazuje ponašanje toka rastaljene kupelji koje pokazuju čestice trasera tijekom procesa zavarivanja. Pomicanje svjetlosnog snopa uzrokuje da mali otvor formira visokofrekventno i brzo rotacijsko gibanje miješanja, što potiče prelijevanje mjehurića i ima učinak "hvatanja" na stvrdnute pore. Istovremeno, pomicanje svjetlosnog snopa povećava površinu malog otvora i smanjuje vjerojatnost njegovog nestabilnog kolapsa i stvaranja mjehurića.
3. (a) i (b) putanje čestica trasera tijekom zavarivanja; Područje otvora ključanice: (c) bez njihajućeg lasera (d) njihajući laser.
Smanjite pukotine:
Toplinska pukotina je vrsta defekta nastalog u procesu zavarivanja zbog interakcije unutarnjeg naprezanja i metalurških čimbenika, a često se nalazi u zoni utjecaja topline (ZUT) zavarivanja. Nastanak takvih pukotina povezan je s osjetljivošću materijala na visoke temperature, naprezanjem zavarivanja i kemijskim sastavom materijala. Tradicionalna tehnologija laserskog zavarivanja može uzrokovati toplinske pukotine u procesu zavarivanja, uglavnom iz sljedećih razloga: Prvo, zbog visokog unosa energije laserskog zavarivanja, što rezultira brzim zagrijavanjem i hlađenjem područja zavarivanja, što rezultira velikim toplinskim gradijentom i toplinskim naprezanjem; Drugo, metalurška reakcija u procesu zavarivanja može dovesti do segregacije nečistoća s niskom točkom taljenja, stvarajući krhku fazu i povećavajući osjetljivost pukotina. Konačno, brzo skrućivanje materijala može dovesti do heterogenosti mikrostrukture, a smjer rasta stupčastih kristala je od rastaljene kupke prema središtu, kao što je prikazano na slici 4. U ovom slučaju, osjetljivost na pucanje je značajno povećana.
4. Način skrućivanja laserskim zavarivanjem (a) konvencionalno lasersko zavarivanje (b) zavarivanje nihajućim laserom.
Tehnologija oscilirajućeg laserskog zavarivanja može učinkovito smanjiti ili eliminirati pojavu vrućih pukotina uvođenjem oscilirajuće laserske zrake. Tijekom procesa oscilirajućeg laserskog zavarivanja, periodična oscilacija laserske zrake može potaknuti protok metala u rastaljenoj kupki, čime se poboljšava ujednačenost mikrostrukture, a zrno raste koaksijalno u središtu rastaljene kupke, kao što je prikazano na slici 5. Ova koaksijalna zrna djeluju kao zaštitna barijera koja sprječava širenje pukotina i djeluju kao sloj toplinske izolacije kako bi spriječio daljnje širenje pukotina. Istovremeno, oscilirajući laser pomaže u smanjenju stvaranja krhke faze zbog segregacije komponenti, smanjujući rizik od toplinskog pucanja.
5. (A) karakteristike mikrostrukture skrućivanja konvencionalnih laserskih zavara (B) karakteristike mikrostrukture skrućivanja laserskih zavara s rotirajućim zavarivanjem (CCW).
U usporedbi s laserskim samofuzijskim zavarivanjem, tehnologija zavarivanja rotirajućim laserom prepoznata je kao učinkovit način smanjenja sklonosti poroznosti i poboljšanja nedostataka poput nefuzije bočnih stijenki. Zbog učinka miješanja snopa na rastaljenu kupku, ima značajne prednosti u poboljšanju prianjanja zazora, poboljšanju ujednačenosti mikrostrukture i pročišćavanju zrna. Primjena tehnologije laserskog zavarivanja rotirajućim laserom može učiniti lasersko zavarivanje širom upotrebom, a lasersko učinkovito precizno zavarivanje može se postići za veće obratke i šire zavare, odnosno smanjuje se osnovni proces i točnost montaže proizvoda.
Vrijeme objave: 21. veljače 2025.
