Lasersvetsteknik, eller laserskarvteknik, använder en högeffektslaserstråle för att fokusera och reglera bestrålningen av materialytan, och materialytan absorberar laserenergin och omvandlar den till värmeenergi, vilket gör att materialet lokalt värms upp och smälter, följt av kylning och stelning för att uppnå sammanfogning av homogena eller olika material. Lasersvetsprocessen kräver en lasereffektdensitet på 104till 108B/cm²2Jämfört med traditionella svetsmetoder har lasersvetsning följande fördelar.
Lasersvetsteknik, eller laserskarvteknik, använder en högeffektslaserstråle för att fokusera och reglera bestrålningen av materialytan, och materialytan absorberar laserenergin och omvandlar den till värmeenergi, vilket gör att materialet lokalt värms upp och smälter, följt av kylning och stelning för att uppnå sammanfogning av homogena eller olika material. Lasersvetsprocessen kräver en lasereffektdensitet på 104till 108B/cm²2Jämfört med traditionella svetsmetoder har lasersvetsning följande fördelar.
1-plasmamoln, 2-smältande material, 3-nyckelhål, 4-fusionsdjup
På grund av nyckelhålets existens kommer laserstrålen, efter att ha bestrålat nyckelhålets insida, att öka laserns absorption av materialet och främja bildandet av smältvatten efter spridning och andra effekter. De två svetsmetoderna jämförs enligt följande.
Figuren ovan visar lasersvetsprocessen med samma material och samma ljuskälla. Energiomvandlingsmekanismen sker endast genom nyckelhålet. Nyckelhålet och den smälta metallen nära hålets vägg rör sig med laserstrålens framfart. Den smälta metallen flyttar nyckelhålet bort från den kvarvarande luften för att fyllas och efter kondensering bildas en svetsfog.
Om materialet som ska svetsas är en annan metall, kommer förekomsten av skillnader i termiska egenskaper att ha stor inverkan på svetsprocessen, såsom skillnader i smältpunkter, värmeledningsförmåga, specifik värmekapacitet och expansionskoefficienter hos olika material, vilket resulterar i svetsspänningar, svetsdeformationer och förändringar i kristallisationsförhållandena hos den svetsade fogmetallen, vilket orsakar en minskning av svetsens mekaniska egenskaper.
Därför har svetsprocessen, beroende på svetsmiljöns olika egenskaper, utvecklats till laserfyllnadssvetsning, laserlödning, dubbelstrålelasersvetsning och laserkompositsvetsning.
Lasertrådfyllningssvetsning
Vid lasersvetsning av aluminium-, titan- och kopparlegeringar har det fotogenererade plasmat, på grund av den låga absorptionen av laserljus (<10 %) i dessa material, en viss avskärmning av laserljuset, så det är lätt att bilda stänk och leda till generering av defekter som porositet och sprickor. Dessutom påverkas svetskvaliteten när gapet mellan arbetsstyckena är större än punktdiametern vid tunnplåtssputtring.
För att lösa ovanstående problem kan ett bättre svetsresultat erhållas genom att använda metoden med tillsatsmaterial. Fyllnadsmaterialet kan vara tråd eller pulver, eller så kan en förinställd tillsatsmetod användas. På grund av den lilla fokuserade punkten blir svetsen smalare och får en något konvex form på ytan efter att tillsatsmaterialet har applicerats.
Laserlödning
Till skillnad från fusionssvetsning, där två svetsade delar smälts samtidigt, tillför lödning ett fyllnadsmaterial med en lägre smältpunkt än basmaterialet till svetsytan, smälter fyllnadsmaterialet för att fylla mellanrummet vid en temperatur som är lägre än basmaterialets smältpunkt och högre än fyllnadsmaterialets smältpunkt, och kondenserar sedan för att bilda en solid svets.
Lödning är lämplig för värmekänsliga mikroelektroniska apparater, tunna plattor och flyktiga metalliska material.
Vidare kan det klassificeras ytterligare som mjuklödning (<450 °C) och hårdlödning (>450 °C) beroende på temperaturen vid vilken lödmaterialet värms upp.
Dubbelstrålelasersvetsning
Dubbelstrålesvetsning möjliggör flexibel och bekväm kontroll av laserbestrålningstid och -position, och justerar därmed energifördelningen.
Den används huvudsakligen för lasersvetsning av aluminium- och magnesiumlegeringar, skarv- och överlappningssvetsning för bilar, laserlödning och djupfusionssvetsning.
Dubbelstrålen kan erhållas med två oberoende lasrar eller genom stråldelning med en stråldelare.
De två strålarna kan vara en kombination av lasrar med olika tidsdomänegenskaper (pulsad vs. kontinuerlig), olika våglängder (mellaninfraröd vs. synliga våglängder) och olika effekter, vilka kan väljas beroende på det faktiska bearbetade materialet.
4. Lasersvetsning av kompositer
På grund av användningen av laserstråle som enda värmekälla har lasersvetsning med en enda värmekälla en låg energiomvandlingshastighet och utnyttjandegrad, vilket gör att svetsbasmaterialets gränssnitt lätt kan orsaka feljustering, och det finns lätt porer och sprickor och andra brister. För att lösa detta problem kan man använda värmeegenskaperna hos andra värmekällor för att förbättra laserns uppvärmning på arbetsstycket, vanligtvis kallat laserkompositsvetsning.
Den huvudsakliga formen av laserkompositsvetsning är kompositsvetsning av laser och ljusbåge, effekten 1 + 1 > 2 är som följer.
efter laserstrålen nära den applicerade bågen,elektrondensiteten minskas avsevärt, plasmamolnet som genereras av lasersvetsningen utspäds, vilketkan förbättra laserabsorptionshastigheten avsevärt, medan bågen på basmaterialets förvärmning ytterligare ökar laserns absorptionshastighet.
2. ljusbågens höga energiutnyttjande och den totalaenergianvändningen kommer att öka.
3, lasersvetsningsområdet är litet, vilket lätt orsakar feljustering av svetsporten, medan ljusbågens termiska verkan är stor, vilket kanminska feljusteringen av svetsportenSamtidigt, densvetskvaliteten och ljusbågens effektivitet förbättraspå grund av laserstrålens fokuserings- och styrningseffekt på bågen.
4, lasersvetsning med hög topptemperatur, stor värmepåverkad zon, snabb kylning och stelningshastighet, lätt att generera sprickor och porer; medan bågens värmepåverkade zon är liten, vilket kan minska temperaturgradienten, kylningen, stelningshastigheten,kan minska och eliminera bildandet av porer och sprickor.
Det finns två vanliga former av laserbågssvetsning av kompositer: laser-TIG-kompositsvetsning (som visas nedan) och laser-MIG-kompositsvetsning.
Det finns också andra former av svetsning, såsom laser- och plasmabågsvetsning, lasersvetsning och induktiv värmekällasvetsning.
Om MavenLaser
Maven Laser är ledande inom laserindustrialisering i Kina och den auktoritativa leverantören av globala laserbearbetningslösningar. Vi förstår utvecklingstrenden inom tillverkningsindustrin djupt, berikar ständigt våra produkter och lösningar, insisterar på att utforska integrationen av automatisering, information och intelligens med tillverkningsindustrin, tillhandahåller lasersvetsutrustning, lasermärkningsutrustning, laserrengöringsutrustning och laserskärutrustning för guld- och silversmycken för olika industrier, inklusive fulleffektsserier, och utökar kontinuerligt vårt inflytande inom laserutrustning.
Publiceringstid: 13 januari 2023
