1. Applikationsexempel
1) Skarvningsbräda
På 1960-talet införde Toyota Motor Company först tekniken för skräddarsvetsning av ämnen. Det går ut på att sammanfoga två eller flera ark genom svetsning och sedan stansa dem. Dessa ark kan ha olika tjocklekar, material och egenskaper. På grund av de allt högre kraven på bilprestanda och funktioner som energibesparing, miljöskydd, körsäkerhet etc. har skräddarsvetsningstekniken fått mer och mer uppmärksamhet. Plattsvetsning kan använda punktsvetsning, blixtsvetsning,lasersvetsning, vätebågsvetsning, etc. För närvarande,lasersvetsninganvänds huvudsakligen i utländsk forskning och produktion av specialsvetsade ämnen.
Genom att jämföra test- och beräkningsresultaten överensstämmer resultaten väl, vilket verifierar värmekällmodellens korrekthet. Svetsfogens bredd beräknades och optimerades gradvis under olika processparametrar. Slutligen användes ett strålenergiförhållande på 2:1, dubbla strålar arrangerades parallellt, den stora energistrålen placerades i mitten av svetsfogen och den lilla energistrålen placerades vid den tjocka plåten. Detta kan effektivt minska svetsbredden. När de två strålarna är 45 grader från varandra verkar strålen, när de är arrangerade, på den tjocka respektive den tunna plåten. På grund av minskningen av den effektiva värmestrålediametern minskar även svetsbredden.
2) Aluminiumstål av olika metaller
Den aktuella studien drar följande slutsatser: (1) Allt eftersom strålenergiförhållandet ökar minskar tjockleken på den intermetalliska föreningen i samma positionsområde av gränssnittet mellan svetsen och aluminiumlegeringen gradvis, och fördelningen blir mer regelbunden. När RS=2 är tjockleken på gränssnittets IMC-skikt mellan 5-10 mikron. Den maximala längden på fri "nålliknande" IMC är mellan 23 mikron. När RS=0,67 är tjockleken på gränssnittets IMC-skikt under 5 mikron, och den maximala längden på fri "nålliknande" IMC är 5,6 mikron. Tjockleken på den intermetalliska föreningen minskar avsevärt.
(2)När parallell dubbelstrålelaser används för svetsning är IMC vid gränssnittet mellan svets och aluminiumlegering mer oregelbunden. IMC-skikttjockleken vid gränssnittet mellan svets och aluminiumlegering nära gränssnittet mellan stål och aluminiumlegering är tjockare, med en maximal tjocklek på 23,7 mikron. När strålenergiförhållandet ökar, när RS = 1,50, är tjockleken på IMC-skiktet vid gränssnittet mellan svets och aluminiumlegering fortfarande större än tjockleken på den intermetalliska föreningen i samma område av den seriella dubbelstrålen.
3. T-formad koppling av aluminium-litiumlegering
Beträffande de mekaniska egenskaperna hos lasersvetsade fogar av aluminiumlegering 2A97 studerade forskarna mikrohårdheten, draghållfastheten och utmattningsegenskaperna. Testresultaten visar att: svetszonen i den lasersvetsade fogen av aluminiumlegering 2A97-T3/T4 är kraftigt mjuk. Koefficienten är runt 0,6, vilket huvudsakligen är relaterat till upplösningen och den efterföljande svårigheten att utfälla den härdande fasen; hållfasthetskoefficienten för fogen i aluminiumlegering 2A97-T4 som svetsas med IPGYLR-6000 fiberlaser kan nå 0,8, men plasticiteten är låg, medan IPGYLS-4000 fiberlaser...lasersvetsningHållfasthetskoefficienten för lasersvetsade fogar av 2A97-T3 aluminiumlegering är cirka 0,6; pordefekter är orsaken till utmattningssprickor i lasersvetsade fogar av 2A97-T3 aluminiumlegering.
I synkront läge, enligt olika kristallmorfologier, består FZ huvudsakligen av kolumnära kristaller och ekviaxiella kristaller. De kolumnära kristallerna har en epitaxiell EQZ-tillväxtorientering, och deras tillväxtriktningar är vinkelräta mot fusionslinjen. Detta beror på att ytan på EQZ-kornet är en färdig kärnbildningspartikel, och värmeavledningen i denna riktning är den snabbaste. Därför växer den primära kristallografiska axeln för den vertikala fusionslinjen företrädesvis och sidorna är begränsade. När de kolumnära kristallerna växer mot mitten av svetsen förändras den strukturella morfologin och kolumnära dendriter bildas. I mitten av svetsen är temperaturen i den smälta poolen hög, värmeavledningshastigheten är densamma i alla riktningar, och kornen växer ekviaxiellt i alla riktningar och bildar ekviaxiella dendriter. När den primära kristallografiska axeln för de ekviaxiella dendriterna är exakt tangent till provplanet kan tydliga blomliknande korn observeras i den metallografiska fasen. Dessutom, påverkade av underkylning av lokala komponenter i svetszonen, uppträder vanligtvis ekviaxlade finkorniga band i svetsfogområdet i den synkrona T-formade fogen, och kornmorfologin i det ekviaxlade finkorniga bandet skiljer sig från kornmorfologin i EQZ. Samma utseende. Eftersom uppvärmningsprocessen för heterogen TSTB-LW skiljer sig från den för synkron TSTB-LW, finns det uppenbara skillnader i makromorfologi och mikrostrukturmorfologi. Den heterogena TSTB-LW T-formade fogen har genomgått två termiska cykler, vilket uppvisar dubbla smältbadsegenskaper. Det finns en tydlig sekundär smältlinje inuti svetsen, och den smälta poolen som bildas vid termisk ledningssvetsning är liten. I den heterogena TSTB-LW-processen påverkas djupsvetsen av uppvärmningsprocessen vid termisk ledningssvetsning. De kolumnära dendriterna och ekviaxlade dendriterna nära den sekundära fusionslinjen har färre underkornsgränser och omvandlas till kolumnära eller cellulära kristaller, vilket indikerar att uppvärmningsprocessen vid värmeledningssvetsning har en värmebehandlingseffekt på djupa penetrationssvetsar. Och kornstorleken på dendriterna i mitten av den värmeledande svetsen är 2–5 mikron, vilket är mycket mindre än kornstorleken på dendriterna i mitten av djuppenetrationssvetsen (5–10 mikron). Detta är huvudsakligen relaterat till den maximala uppvärmningen av svetsarna på båda sidor. Temperaturen är relaterad till efterföljande kylningshastighet.
3) Principen för svetsning av pulverbeklädnad med dubbelstrålelaser
4)Hög lödfogstyrka
I experimentet med dubbelstrålelaserpulveravsättningssvetsning, eftersom de två laserstrålarna är fördelade sida vid sida på båda sidor av bryggtråden, är laserns och substratets räckvidd större än för enkelstrålelaserpulveravsättningssvetsning, och de resulterande lödfogarna är vertikala mot bryggtråden. Trådriktningen är relativt utsträckt. Figur 3.6 visar lödfogarna som erhålls genom enkelstråle- och dubbelstrålelaserpulveravsättningssvetsning. Under svetsprocessen, huruvida det är en dubbelstrålelasersvetsningmetod eller en enkelstrålelasersvetsningMetoden bildas en viss smält pöl på basmaterialet genom värmeledning. På detta sätt kan det smälta basmaterialet i den smälta pölen bilda en metallurgisk bindning med det smälta självflödande legeringspulvret, vilket möjliggör svetsning. När man använder en dubbelstrålelaser för svetsning är interaktionen mellan laserstrålen och basmaterialet interaktionen mellan de två laserstrålarnas verkningsområden, det vill säga interaktionen mellan de två smältpölarna som bildas av lasern på materialet. På detta sätt uppnås den resulterande nya smältytan. Arean är större än för enstrålelaser.lasersvetsning, så lödfogarna som erhålls med dubbelstrålelasersvetsningär starkare än enbalkslasersvetsning.
2. Hög lödbarhet och repeterbarhet
I enbalkenlasersvetsningexperiment, eftersom mitten av laserns fokuserade fläck direkt verkar på mikrobryggtråden, har bryggtråden mycket höga krav pålasersvetsningprocessparametrar, såsom ojämn laserenergitäthetsfördelning och ojämn legeringspulvertjocklek. Detta leder till trådbrott under svetsprocessen och orsakar till och med direkt förångning av bryggtråden. I dubbelstrålelasersvetsmetoden, eftersom de fokuserade punktcentrumen för de två laserstrålarna inte direkt verkar på mikrobryggtrådarna, minskas de stränga kraven på lasersvetsningsprocessparametrarna för bryggtrådarna, och svetsbarheten och repeterbarheten förbättras avsevärt.
Publiceringstid: 17 oktober 2023
