U usporedbi s tradicionalnim metodama zavarivanja,lasersko zavarivanjeima značajne prednosti – nizak unos topline, velika brzina zavarivanja, mala zona utjecaja topline,
Posljednjih godina lasersko zavarivanje se široko koristi u automobilskoj industriji, brodogradnji, nuklearnoj industriji i zrakoplovstvu.
Zrakoplovna industrija i druge visokotehnološke industrije sve se više koriste, a uz smanjenje troškova kompletnih setova opreme, u svakodnevnoj opskrbi hardverom.
I druge primjene povezane sa životom počele su brzo rasti. Ali istovremeno, zavarivanje jednim laserom ima i određene nedostatke,
Ne može zadovoljiti sve raznolikije potrebe: prvo, zahtjevi za jednostruko lasersko zavarivanje na zavarivačkom sklopu su vrlo strogi,
Obično je potreban razmak < 0,2 mm, inače je teško postići dobru vezu; Drugo,zavarivanje jednim laseromvrlo je osjetljiv na pukotine pri zavarivanju
Vrlo je lako uzrokovati pucanje zavara, a sastav zavara ne može se prilagoditi kako bi se kontroliralo stvaranje pukotina; Treće, jednostruko
Lasersko zavarivanje zahtijeva lasere ultra visoke snage pri zavarivanju ploča velike debljine, a njegova sposobnost prodiranja u potpunosti ovisi o snazi lasera.
I kvaliteta zavara ne može se u potpunosti jamčiti.
Kako bi se zadovoljile potrebe razvoja različitih industrija, poboljšane su i metode laserskog zavarivanja te je razvijen odgovarajući razvoj, kao što je ovaj članak.
Opisano je zavarivanje laserskom žicom i druge metode zavarivanja. Zavarivanje laserskom žicom razvijeno je na temelju zavarivanja jednim laserom,
U usporedbi s jednostrukim laserskim zavarivanjem, ima očite prednosti:
①Uvelike smanjite zahtjeve za montažu obratka, jer se žica za zavarivanje dodaje procesu zavarivanja, metal zavarivačke kupke će se znatno povećati i može se premostiti
Spojite s većim razmakom zavara, a istovremeno učinite zavar punijim;
Mikrostrukturna svojstva područja zavara mogu se kontrolirati, jer se sastav žice za zavarivanje razlikuje od sastava osnovnog materijala zavarenog spoja.
Nakon što se žica stopi u zavarivačku kupku, kvaliteta, sastav i udio zavarivačke kupke mogu se prilagoditi kako bi se kontrolirao proces skrućivanja i stvaranje mikrostrukture.
(3) Ulazna energija linije je mala, zona utjecaja topline i toplinska deformacija su male, što je vrlo povoljno za zavarivanje obratka sa strogim zahtjevima za deformaciju;
4može postići manju lasersku snagu zavarivanja debljih materijala, budući da se žica za zavarivanje dodaje procesu zavarivanja, može se postići višestruko zavarivanje i
Metal zavarivačke kupke bit će značajno povećan, tako da se zavareni spoj može otvoriti kako bi se smanjila stvarna veličina zavara.
Debljina laserskog zavarivanja, a zatim ostvariti višekanalno lasersko zavarivanje žicom debelog pločastog materijala.
Razlika između laserskog zavarivanja žicom i laserskog zavarivanja žicom
Oblik laserskog zavarivanja žicom za punjenje prikazan je na slici 1, koja se razlikuje od laserskog lemljenja žicom za punjenje prikazanog na slici 2. Osnovni elementi obje metode zavarivanja su
Dosljedno, sastavljene su od laserske zrake, žice za zavarivanje, dijelova za zavarivanje, zaštitnog plina prema stvarnim potrebama kako bi se odlučilo hoće li se dodati, uključeni
A glavna oprema su stroj za dovod žice, aparat za zavarivanje, glava mekog pištolja za zavarivanje žicom za punjenje, glava za zavarivanje, laser velike snage.
Slika 1 Lasersko zavarivanje žicom za taljenje
Slika 2 Lemljenje laserskom žicom
Iako u osnovi nema razlike u vanjskom obliku dviju metoda zavarivanja, u biti postoji značajna razlika. Kod zavarivanja laserskom žicom,
Laser općenito koristi visokosnažni vlaknasti laser, kao što je prikazano na slici 3, laseru nije potrebna samo žica za zavarivanje, već i osnovni metal koji treba rastopiti.
Poseban efekt rupe kod laserskog dubokog prodiranja zavarivanja formira se na osnovnom metalu, stvarajući duboki bazen taljenja, a sastav žice za zavarivanje potpuno se miješa sa sastavom metala osnovnog metala.
Formira se nova hibridna rastaljena kupka, a sastav elemenata, udio i kvaliteta hibridne rastaljene kupke su veći od onih žice za zavarivanje i osnovnog materijala.
Stoga se odgovarajuća žica za zavarivanje može dodati u proces zavarivanja prema nedostacima u performansama samog osnovnog materijala, kako bi se poboljšala učinkovitost zavarivanja.
Na razini pogleda, otpornost na pucanje, otpornost na umor, otpornost na koroziju, otpornost na habanje i drugi aspekti zavara su namjerno poboljšani.
Osim toga, lasersko zavarivanje žicom može biti višekanalno složeno zavarivanje, jer se njime može postići duboko prodiranje s efektom male rupe, što se može postići
Potpuno stapanje donja dva sloja zavara izbjegava ozbiljne nedostatke netapanja, tako da ima mogućnost zavarivanja spojeva velike debljine.
Kadalaserska žicalemljenje, laser općenito koristi visokosnažni poluvodički laser, kao što je prikazano na slici 4
Na žici za zavarivanje, samo vrlo mala količina lasera će djelovati na zavar i rastopiti malu količinu metala na površini zavara, a talina se gotovo rastopi taljenjem.
Žica za zavarivanje je oblikovana, tako da performanse zavara uglavnom ovise o elementarnom sastavu i udjelu žice za zavarivanje i rastaljene žice za zavarivanje na zavaru.
Glavna svrha laserskog lemljenja žicom je postizanje određene čvrstoće zavarenog spoja.
I brtvljenje i lemljenje laserskom žicom ne mogu se zavarivati višekanalno, gornji i donji slojevi zavara u osnovi ne mogu biti čvrsti.
Sada potpuno i učinkovito spojen, mehanička svojstva spoja su vrlo loša.
Područje primjene laserskog zavarivanja žicom
Razvojem tehnologije laserskog zavarivanja žicom za punjenje i povećanjem granice snage lasera, proširio se raspon primjene...lasersko zavarivanje žicom za punjenje
Sve opsežnije, uglavnom u sljedećim aspektima:
Lasersko zavarivanje aluminijske legure žicom
Općenito, budući da sama aluminijska legura ima visoku reflektivnost prema laseru i visoku toplinsku vodljivost, aluminijska legura se zavaruje laserom.
Kada je potrebna velika snaga lasera, to će dovesti do ozbiljnog isparavanja i gubitka izgaranjem elemenata s niskom točkom vrelišta u aluminijskim legurama (kao što su Mg, Zn itd.).
Istovremeno, niska površinska napetost rastaljenog metala u bazenu utječe na karakteristike skrućivanja zavara, a ti razlozi dovest će do postojanja laserskog zavarivanja aluminijskih legura.
Mnogi problemi - loša mehanička svojstva zavarenih spojeva, loše oblikovanje zavara, poroznost i ozbiljne pukotine. Umjesto toga, laser se koristi za punjenje žice.
Zavarivanje aluminijske legure značajno će poboljšati ove probleme:
①lasersko zavarivanje žicom može poboljšati udubljenje površine zavara, učinkovito poboljšati zavarTip, a prskanje tijekom procesa zavarivanja je malo;
2Dodavanje žice za zavarivanje ne samo da može utjecati na kristalnu orijentaciju cilindričnih kristala u zavaru, već i razrijediti zavarKristalno sučelje generirano relativnim rastom jezgrenog stupčastog kristala poboljšava formiranje zavara, a također poboljšava brzinu apsorpcije materijala na laseru.
S povećanjem širine taljenja, mikrotvrdoća se neznatno smanjuje, a vlačna čvrstoća i istezanje spoja bit će značajni pod optimiziranim parametrima procesa.
Poboljšati; (3) Zavarivanje s odgovarajućim procesnim parametrima može postići bez očitih unutarnjih nedostataka, mikrotvrdoću HV60 ili više i spojnu ZUT zonu.
Nema vidljivog omekšavanja zavarenog spoja u zoni, a lom se nalazi u području osnovnog materijala tijekom ispitivanja vlačnom čvrstoćom.
Lasersko zavarivanje različitih metala žicom
Za neka zahtjevna radna okruženja ili zbog troškova, često je potrebno imati više aspekata obratka istovremeno.
Posebna svojstva, kao što su otpornost na koroziju, visoka specifična čvrstoća, otpornost na toplinu, otpornost na habanje, visoka vodljivost, dobro odvođenje topline itd., ali velika većina
Metalni materijali ne mogu istovremeno imati više istaknutih posebnih svojstava, a metalni materijali sa posebnim svojstvima često su
Rijetki su i skupi, ne mogu se koristiti u velikim količinama, pa ako možete napraviti razne materijale sa posebnim svojstvima kako biste postigli učinkovitu vezu, onda
Može zadovoljiti zahtjeve upotrebe. Razlika u fizičkim i kemijskim svojstvima različitih metalnih materijala općenito je velika, što je neizbježno u procesu zavarivanja.
Stvaranjem intermetalnih spojeva, koji imaju veliki utjecaj na performanse zavarenih spojeva, krhki intermetalni spojevi učinit će zavar vrlo jednostavnim za izradu.
Vrlo je teško izravno koristiti jedan laser za zavarivanje spojeva različitih metala, a stabilnost procesa je teško kontrolirati.
Teškoće u reprodukciji. Veliki broj znanstvenika i stručnjaka otkrio je da je lasersko zavarivanje žicom relativno dobro za zavarivanje različitih metala i da je izbor prikladan.
Dodatna žica može do određene mjere spriječiti stvaranje intermetalnih spojeva i uvelike poboljšati mehaniku zavarenih spojeva.
Performanse:
①Mg/Cu preklopljeni spoj zavaren laserskim zavarivanjem žicom za punjenje može se dobro oblikovati pod odgovarajućim procesnim parametrimaMaksimalna smična čvrstoća spojeva različitih metala određene čvrstoće može doseći 164,2 MPa, što je 64% osnovnog metala magnezijeve legure.
2 Proučava se zavarivanje Al/Ti preklopnog i sučeonog spoja, a rezultati pokazuju da je proces zavarivanja stabilan i formiran kada se koristi pravokutna svjetlosna točka.Prekrasan, širok raspon procesnih parametara, visoka kvaliteta zavara, njegova maksimalna vlačna čvrstoća doseže 94% osnovnog metala aluminijske legure;Poboljšajte oblikovanje zavara.Kod obratka koji se koriste kao ležajevi, ako se zavar uruši, njegova efektivna debljina će se smanjiti, a mehanička svojstva će se smanjiti ako se zavar zagrize.
To će dovesti do koncentracije naprezanja na rubu zavara, a mehanička svojstva će se smanjiti. Za obradak sa zahtjevima izgleda, ako se zavar uruši
Zaglavljivanje ili grizenje ruba može imati ozbiljan vizualni utjecaj i neprihvatljivo je. Kako bi zavar bio potpun, lasersko zavarivanje žicom
To je vrlo dobra metoda, jer se žica za zavarivanje spaja s rastaljenom površinom, što može učinkovito povećati volumen rastaljene površine i osigurati da je zavar potpuno spojen.
Defekt ruba zagriza.
Za radni komad s velikim spojnim razmakom (općenito≥0,3 mm), jednostrukim laserskim zavarivanjem teško je postići učinkovitu vezu i može se samo ispuniti
Dodatni materijal može popuniti zavarni razmak, pa je lasersko zavarivanje žicom vrlo učinkovito rješenje.
Kutno zavarivanje s uskim razmakom
Zavarivanje laserskom žicom s uskim zazorom može ostvariti učinkovito zavarivanje ploča srednje i debele debljine korištenjem lasera male i srednje snage, ne samo dodavanjem zavarivanja
Žica za promjenu sastava i strukture zavarenog metala, poboljšanje ukupnih performansi zavarenog spoja, ali i poboljšanje nagiba zavarivanja jednim laserom
Prilagodljivost i tolerancija grešaka zazora usta i zone utjecaja topline zavara su uske, a naprezanje zavarenog spoja je također malo, što ima odličan radni učinak.
Stoga su posljednjih godina mnogi stručnjaci i znanstvenici proveli relevantna istraživanja o tome:
①Korištenje višekanalnog laserskog punjenja žicom s uskim razmakomMetoda zavarivanja zavarene ploče od 40 mm debelog čelika Q345D Marine, rezultati pokazuju da se odgovarajućim parametrima postupka zavarivanja može postići dobar oblik,
Zavareni spoj bez poroznosti, bez nedostataka poput netaljenja, udarna žilavost središta zavara je dobra, a vlačna čvrstoća zavara je veća od one osnovnog materijala;
2Rotorski čelik debljine 50 mm zavaren je višeslojnim zavarivanjem laserskom žicom s uskim razmakom, a rezultati su pokazali da su parametri procesa zavarivanja bili prikladni.
Može se dobro oblikovati, nema nedostataka poput nefuzije bočnih stijenki, udarna žilavost spoja je smanjena, ali je njegova vlačna čvrstoća veća od one kod matičnog spoja.
Drvo;3Proučava se zavarivanje aluminijske legure 5083 debljine 20 mm laserskom žicom s uskim zazorom, a rezultati pokazuju da su odgovarajući parametri procesa zavarivanja
Može se dobiti zavareni spoj s manje pora i bez nedostataka poput netapanja.
Primjeri primjene i preporuke za opremu i parametre procesa
1. Slučajevi primjene
Poboljšajte oblikovanje zavara
Zahtjevi: Zavarivanje nehrđajućeg čelika debljine 1 mm i 3 mm, zavarivanje ne smije biti porozno, a oblikovanje dobro.
Oprema: RFL-C4000 (promjer jezgre vlakana 200μm), dodavač žice, glava za zavarivanje.
Tablica 5 Preporuka za oblik i veličinu utora
Rezultati: Oblikovanje je bilo dobro, a zavar nije imao poroznost, kao što je prikazano na slici 5.
Slika 5 Oblikovanje zavara i morfologija poprečnog presjeka
Višeslojno zavarivanje laserskom žicom s uskim zazorom
Zahtjevi: Zavarena ploča od 18 mm debelog čelika Q345 Marine, s manjim brojem rupa za zavarivanje, bez nefuzije, vlačna čvrstoća spoja
Čvrstoća je veća od osnovnog materijala, a oblikovanje zavara je bolje.
Oprema: RFL-C6000 (promjer jezgre vlakana 400μm), dodavač žice, glava za zavarivanje.
Parametri procesa: zavarivanje mora biti zakošeno, veličina zakošenja prikazana je na slici 6, a ostali parametri procesa zavarivanja prikazani su u tablici 2.
Slika 6 Veličina utora
Rezultati: Oblikovanje je bilo dobro, nije bilo netaljenja, a zavar u osnovi nije imao poroznosti, kao što je prikazano na slici 7, a provedeno je i ispitivanje vlačnom čvrstoćom.
Dokazano je da zavar puca u osnovnom materijalu, što ukazuje na to da je vlačna čvrstoća spoja veća od one osnovnog materijala.
SL. 7 Metalografski dijagram poprečnog presjeka zavara
2. Prijedlog opreme i parametara procesa
Poboljšajte oblikovanje i kvalitetu zavara
Za lasersko zavarivanje uobičajenih materijala sučeonim spojem, kako bi se poboljšalo formiranje zavara, općenito se preporučuje da promjer lasera i jezgre vlakna bude
Glava za zavarivanje treba biti konfigurirana tako da promjer točke fokusiranja bude između 0,4 mm i 0,6 mm, a žica za zavarivanje treba biti odabrana odgovarajuće klase.
Ostali parametri zavarivanja prikazani su u Tablici 2 i Tablici 3.
Višeslojno zavarivanje laserskom žicom s uskim zazorom
Za višeslojno zavarivanje laserskom žicom s uskim zazorom srednje debele ploče, općenito se preporučuje da promjer fokusne točke bude 0,6 mm ~ 1,0 mm, i
I žica za zavarivanje treba odabrati odgovarajuću klasu, osim toga, veličina spojnog utora mora biti razumnog dizajna, veličina utora ne smije biti prevelika,
U suprotnom, lako je uzrokovati netapanje unutar zavara, a opća preporučena veličina utora prikazana je u Tablici 5; Broj zrnaca trebao bi se temeljiti na maksimalnoj veličini spoja.
Velika debljina za određivanje, preporučuje se prvo donje zavarivanje kako bi se upotrijebio maksimalni kapacitet zavarivanja opreme za određivanje, nakon svake dubine jednog
Općenito 3 mm ~ 5 mm; Što se tiče parametara procesa zavarivanja koji se koriste za svaku perlu, potrebno je osloniti se na potrebnu dubinu zavarivanja i kada
Određuje se širina prednjeg zavara. Kada je širina zavara veća, količinu defokusiranja treba umjereno povećati kako bi se spriječilo nestajanje bočne stijenke.
Vrijeme objave: 03.04.2025.
