Svetsning är en process där två eller flera metaller sammanfogas genom applicering av värme. Svetsning innebär vanligtvis att ett material värms upp till dess smältpunkt så att basmetallen smälter och fyller mellanrummen mellan fogarna och bildar en stark förbindning. Lasersvetsning är en förbindningsmetod som använder laser som värmekälla.
Ta ett fyrkantigt batteri som exempel: batterikärnan är ansluten med laser genom flera delar. Under hela lasersvetsprocessen är materialanslutningens styrka, produktionseffektivitet och defektfrekvens tre frågor som branschen är mest bekymrad över. Materialanslutningens styrka kan återspeglas i det metallografiska penetrationsdjupet och -bredden (nära relaterat till laserljuskällan); produktionseffektiviteten är huvudsakligen relaterad till laserljuskällans bearbetningsförmåga; defektfrekvensen är huvudsakligen relaterad till valet av laserljuskälla; därför diskuterar den här artikeln de vanligaste på marknaden. En enkel jämförelse av flera laserljuskällor genomförs i hopp om att hjälpa andra processutvecklare.
Därför attlasersvetsningär i huvudsak en ljus-till-värme-omvandlingsprocess, där flera viktiga parametrar är involverade: strålkvalitet (BBP, M2, divergensvinkel), energitäthet, kärndiameter, energifördelningsform, adaptivt svetshuvud, bearbetning Processfönster och bearbetningsbara material används huvudsakligen för att analysera och jämföra laserljuskällor från dessa riktningar.
Jämförelse av singlemode-multimode-laser
Definition av enläges-multiläges:
Enkelmod hänvisar till ett enda distributionsmönster av laserenergi på ett tvådimensionellt plan, medan multimod hänvisar till det rumsliga energidistributionsmönster som bildas genom superposition av flera distributionsmönster. Generellt kan storleken på strålkvalitetsfaktorn M2 användas för att bedöma om fiberlaserns utmatning är enkelmodig eller multimodig: M2 mindre än 1,3 är en ren enkelmodig laser, M2 mellan 1,3 och 2,0 är en kvasi-enkelmodig laser (fåmodig), och M2 större än 2,0 för multimodiga lasrar.
Därför attlasersvetsningär i huvudsak en ljus-till-värme-omvandlingsprocess, där flera viktiga parametrar är involverade: strålkvalitet (BBP, M2, divergensvinkel), energitäthet, kärndiameter, energifördelningsform, adaptivt svetshuvud, bearbetning Processfönster och bearbetningsbara material används huvudsakligen för att analysera och jämföra laserljuskällor från dessa riktningar.
Jämförelse av singlemode-multimode-laser
Definition av enläges-multiläges:
Enkelmod hänvisar till ett enda distributionsmönster av laserenergi på ett tvådimensionellt plan, medan multimod hänvisar till det rumsliga energidistributionsmönster som bildas genom superposition av flera distributionsmönster. Generellt kan storleken på strålkvalitetsfaktorn M2 användas för att bedöma om fiberlaserns utmatning är enkelmodig eller multimodig: M2 mindre än 1,3 är en ren enkelmodig laser, M2 mellan 1,3 och 2,0 är en kvasi-enkelmodig laser (fåmodig), och M2 större än 2,0 för multimodiga lasrar.
Som visas i figuren: Figur b visar energifördelningen för en enda grundmod, och energifördelningen i vilken riktning som helst som passerar genom cirkelns centrum är i form av en Gaussisk kurva. Bild a visar multimodsenergifördelningen, vilket är den rumsliga energifördelning som bildas genom superpositionen av flera enskilda lasermoder. Resultatet av multimodssuperposition är en flat-top-kurva.
Vanliga single-mode lasrar: IPG YLR-2000-SM, SM är förkortningen för Single Mode. Beräkningarna använder kollimerat fokus 150-250 för att beräkna fokuspunktens storlek, energitätheten är 2000W, och fokusenergitätheten används för jämförelse.
Jämförelse av single-mode och multi-modelasersvetsningeffekter
Enlägeslaser: liten kärndiameter, hög energitäthet, stark penetrationsförmåga, liten värmepåverkad zon, liknar en vass kniv, särskilt lämplig för svetsning av tunna plåtar och höghastighetssvetsning, och kan användas med galvanometrar för att bearbeta små delar och högreflekterande delar (extremt reflekterande delar) öron, kopplingsstycken etc.), som visas i figuren ovan, har enlägeslaser ett mindre nyckelhål och en begränsad volym intern högtrycksmetallånga, så den har i allmänhet inga defekter som inre porer. Vid låga hastigheter är utseendet grovt utan att skyddsluft blåses. Vid höga hastigheter läggs skydd till. Gasbearbetningskvaliteten är god, effektiviteten är hög, svetsarna är släta och plana och utbytesgraden är hög. Den är lämplig för stapelsvetsning och penetrationssvetsning.
Multilägeslaser: Stor kärndiameter, något lägre energitäthet än enlägeslaser, trubbig kniv, större nyckelhål, tjockare metallstruktur, mindre djup-till-bredd-förhållande och med samma effekt är penetrationsdjupet 30 % lägre än för enlägeslaser, så den är lämplig för användning vid stumsvetsbearbetning och tjockplåtsbearbetning med stora monteringsspalt.
Komposit-ringlaserkontrast
Hybridsvetsning: Halvledarlaserstrålen med en våglängd på 915 nm och fiberlaserstrålen med en våglängd på 1070 nm kombineras i samma svetshuvud. De två laserstrålarna är koaxiellt fördelade och fokusplanen för de två laserstrålarna kan flexibelt justeras, så att produkten har både halvledarfunktion.lasersvetsningkapacitet efter svetsning. Effekten är ljus och har fiberdjuplasersvetsning.
Halvledare använder ofta en stor ljuspunkt på mer än 400 µm, vilket huvudsakligen ansvarar för att förvärma materialet, smälta materialets yta och öka materialets absorptionshastighet för fiberlaser (materialets absorptionshastighet för lasern ökar när temperaturen ökar)
Ringlaser: Två fiberlasermoduler avger laserljus, som överförs till materialytan genom en kompositoptisk fiber (ringoptisk fiber inuti en cylindrisk optisk fiber).
Två laserstrålar med ringformad punkt: den yttre ringen ansvarar för att expandera nyckelhålsöppningen och smälta materialet, och den inre ringlasern ansvarar för penetrationsdjupet, vilket möjliggör svetsning med extremt lågt sprut. Kärnans diameter för den inre och yttre ringlasern kan matchas fritt, och kärnans diameter kan matchas fritt. Processfönstret är mer flexibelt än för en enda laserstråle.
Jämförelse av komposit-cirkulära svetseffekter
Eftersom hybridsvetsning är en kombination av halvledarvärmeledningssvetsning och fiberoptisk djupsvetsning, är den yttre ringpenetrationen grundare, den metallografiska strukturen är skarpare och smalare; samtidigt är utseendet på värmeledningsförmågan, den smälta poolen har små fluktuationer, ett stort intervall och den smälta poolen är mer stabil, vilket ger ett jämnare utseende.
Eftersom ringlasern är en kombination av djuppenetrationssvetsning och djuppenetrationssvetsning, kan den yttre ringen också producera penetrationsdjup, vilket effektivt kan expandera nyckelhålsöppningen. Samma effekt har större penetrationsdjup och tjockare metallografi, men samtidigt är stabiliteten hos den smälta poolen något mindre än Fluktuationen hos optiska fiberhalvledare är något större än för kompositsvetsning, och ojämnheten är relativt stor.
Publiceringstid: 20 oktober 2023
