O'i gymharu â thechnoleg weldio traddodiadol,weldio lasermae ganddo fanteision digyffelyb o ran cywirdeb weldio, effeithlonrwydd, dibynadwyedd, awtomeiddio ac agweddau eraill. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae wedi datblygu'n gyflym ym meysydd automobiles, ynni, electroneg a meysydd eraill, ac fe'i hystyrir yn un o'r technolegau gweithgynhyrchu mwyaf addawol yn yr 21ain ganrif.
1. Trosolwg o dwbl-beamweldio laser
Dwbl-trawstweldio laseryw defnyddio dulliau optegol i wahanu'r un laser yn ddau belydryn o olau ar wahân ar gyfer weldio, neu ddefnyddio dau fath gwahanol o laserau i gyfuno, megis laser CO2, Nd: laser YAG a laser lled-ddargludyddion pŵer uchel. Gellir cyfuno'r cyfan. Cynigiwyd yn bennaf i ddatrys addasrwydd weldio laser i gywirdeb cynulliad, gwella sefydlogrwydd y broses weldio, a gwella ansawdd y weldiad. Dwbl-trawstweldio laseryn gallu addasu'r maes tymheredd weldio yn gyfleus ac yn hyblyg trwy newid y gymhareb ynni trawst, bylchau trawst, a hyd yn oed patrwm dosbarthu ynni'r ddau drawst laser, gan newid patrwm bodolaeth twll clo a phatrwm llif metel hylif yn y pwll tawdd. Yn darparu dewis ehangach o brosesau weldio. Mae ganddo nid yn unig fanteision mawrweldio lasertreiddiad, cyflymder cyflym a manylder uchel, ond mae hefyd yn addas ar gyfer deunyddiau a chymalau sy'n anodd eu weldio â confensiynolweldio laser.
Ar gyfer dwbl-beamweldio laser, rydym yn gyntaf yn trafod dulliau gweithredu laser trawst dwbl. Mae llenyddiaeth gynhwysfawr yn dangos bod dwy brif ffordd o gyflawni weldio trawst dwbl: canolbwyntio trawsyrru a chanolbwyntio myfyrio. Yn benodol, cyflawnir un trwy addasu ongl a bylchiad dau laser trwy ddrychau canolbwyntio a drychau gwrthdaro. Cyflawnir y llall trwy ddefnyddio ffynhonnell laser ac yna canolbwyntio trwy ddrychau adlewyrchol, drychau trosglwyddadwy a drychau siâp lletem i gyflawni trawstiau deuol. Ar gyfer y dull cyntaf, mae tair ffurf yn bennaf. Y ffurf gyntaf yw cyplu dau laser trwy ffibrau optegol a'u rhannu'n ddau drawst gwahanol o dan yr un drych gwrthdaro a drych ffocws. Yr ail yw bod dau laser yn allbwn trawstiau laser trwy eu pennau weldio priodol, a ffurfir trawst dwbl trwy addasu safle gofodol y pennau weldio. Y trydydd dull yw bod y pelydr laser yn cael ei rannu'n gyntaf trwy ddau ddrych 1 a 2, ac yna'n cael ei ganolbwyntio gan ddau ddrych ffocws 3 a 4 yn y drefn honno. Gellir addasu'r lleoliad a'r pellter rhwng y ddau fan ffocws trwy addasu onglau'r ddau ddrych ffocws 3 a 4. Yr ail ddull yw defnyddio laser cyflwr solet i hollti'r golau i gyflawni trawstiau deuol, ac addasu'r ongl a bylchiad trwy ddrych persbectif a drych ffocws. Mae'r ddau lun olaf yn y rhes gyntaf isod yn dangos system sbectrosgopig laser CO2. Caiff y drych gwastad ei ddisodli gan ddrych siâp lletem a'i osod o flaen y drych ffocws i hollti'r golau i gyflawni golau cyfochrog trawst deuol.
Ar ôl deall gweithrediad trawstiau dwbl, gadewch i ni gyflwyno'n fyr yr egwyddorion a'r dulliau weldio. Yn y dwbl-beamweldio laserbroses, mae tri threfniant trawst cyffredin, sef trefniant cyfresol, trefniant cyfochrog a threfniant hybrid. brethyn, hynny yw, mae pellter yn y cyfeiriad weldio a'r cyfeiriad fertigol weldio. Fel y dangosir yn rhes olaf y ffigur, yn ôl y gwahanol siapiau o dyllau bach a phyllau tawdd sy'n ymddangos o dan wahanol fylchau yn ystod y broses weldio cyfresol, gellir eu rhannu ymhellach yn doddi sengl. Mae tri chyflwr: pwll, pwll tawdd cyffredin a phwll tawdd wedi'i wahanu. Mae nodweddion pwll tawdd sengl a phwll tawdd gwahanedig yn debyg i nodweddion pwll tawdd senglweldio laser, fel y dangosir yn y diagram efelychu rhifiadol. Mae yna wahanol effeithiau proses ar gyfer gwahanol fathau.
Math 1: O dan fylchau penodol, mae dau dwll clo trawst yn ffurfio twll clo mawr cyffredin yn yr un pwll tawdd; ar gyfer math 1, adroddir bod un pelydryn o olau yn cael ei ddefnyddio i greu twll bach, a defnyddir y trawst golau arall ar gyfer weldio triniaeth wres, a all wella'n effeithiol eiddo strwythurol dur carbon uchel a dur aloi.
Math 2: Cynyddu'r bylchau sbot yn yr un pwll tawdd, gwahanu'r ddau drawst yn ddau dwll clo annibynnol, a newid patrwm llif y pwll tawdd; ar gyfer math 2, mae ei swyddogaeth yn cyfateb i ddau weldio trawst electron, Yn lleihau spatter weldio a welds afreolaidd ar y hyd ffocal priodol.
Math 3: Cynyddu'r bylchau sbot ymhellach a newid cymhareb ynni'r ddau drawst, fel bod un o'r ddau drawst yn cael ei ddefnyddio fel ffynhonnell wres i berfformio prosesu cyn-weldio neu ôl-weldio yn ystod y broses weldio, a'r trawst arall yn cael ei ddefnyddio i gynhyrchu tyllau bach. Ar gyfer math 3, canfu'r astudiaeth fod y ddau drawst yn ffurfio twll clo, nid yw'r twll bach yn hawdd ei gwympo, ac nid yw'r weldiad yn hawdd i gynhyrchu pores.
2. Dylanwad y broses weldio ar ansawdd weldio
Effaith cymhareb pelydr-ynni cyfresol ar ffurfio sêm weldio
Pan fo'r pŵer laser yn 2kW, y cyflymder weldio yw 45 mm / s, y swm defocus yw 0mm, a'r bylchiad trawst yw 3 mm, mae siâp wyneb weldio wrth newid RS (RS = 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) fel dangosir yn y ffigwr. Pan fydd RS = 0.50 a 2.00, mae'r weld yn cael ei dented i raddau mwy, ac mae mwy o wasgaru ar ymyl y weldiad, heb ffurfio patrymau graddfa pysgod rheolaidd. Mae hyn oherwydd pan fo'r gymhareb ynni trawst yn rhy fach neu'n rhy fawr, mae'r ynni laser yn rhy gryno, gan achosi i'r twll pin laser osgiliad yn fwy difrifol yn ystod y broses weldio, ac mae pwysedd recoil y stêm yn achosi i'r tawdd alldaflu a sblasio. metel pwll yn y pwll tawdd; Mae mewnbwn gwres gormodol yn achosi dyfnder treiddiad y pwll tawdd ar yr ochr aloi alwminiwm i fod yn rhy fawr, gan achosi iselder o dan weithred disgyrchiant. Pan fo RS = 0.67 a 1.50, mae'r patrwm graddfa pysgod ar yr wyneb weldio yn unffurf, mae'r siâp weldio yn fwy prydferth, ac nid oes unrhyw graciau poeth weldio, mandyllau a diffygion weldio eraill ar yr wyneb weldio. Mae siapiau trawstoriad y welds â chymarebau egni trawst gwahanol RS fel y dangosir yn y ffigur. Mae trawstoriad y welds mewn “siâp gwydr gwin” nodweddiadol, sy'n dangos bod y broses weldio yn cael ei chynnal yn y modd weldio treiddiad dwfn laser. Mae gan RS ddylanwad pwysig ar ddyfnder treiddiad P2 y weldiad ar yr ochr aloi alwminiwm. Pan fo'r gymhareb egni trawst RS=0.5, P2 yn 1203.2 micron. Pan fydd y gymhareb ynni trawst yn RS = 0.67 a 1.5, mae P2 yn cael ei leihau'n sylweddol, sef 403.3 micron a 93.6 micron yn y drefn honno. Pan fo'r gymhareb ynni trawst yn RS = 2, dyfnder treiddiad weldiad y trawstoriad ar y cyd yw 1151.6 micron.
Effaith cymhareb trawst-ynni cyfochrog ar ffurfio sêm weldio
Pan fo'r pŵer laser yn 2.8kW, mae'r cyflymder weldio yn 33mm / s, y swm defocus yw 0mm, ac mae'r bwlch trawst yn 1mm, mae'r wyneb weldio yn cael ei sicrhau trwy newid y gymhareb ynni trawst (RS = 0.25, 0.5, 0.67, 1.5 , 2, 4) Mae'r ymddangosiad yn cael ei ddangos yn y ffigwr. Pan fo RS = 2, mae patrwm y raddfa bysgod ar wyneb y weldiad yn gymharol afreolaidd. Mae wyneb y weldiad a geir gan y pum cymarebau ynni trawst gwahanol arall wedi'i ffurfio'n dda, ac nid oes unrhyw ddiffygion gweladwy fel mandyllau a sbwr. Felly, o'i gymharu â deuol-beam cyfresolweldio laser, mae'r wyneb weldio gan ddefnyddio trawstiau deuol cyfochrog yn fwy unffurf a hardd. Pan fydd RS=0.25, mae ychydig o iselder yn y weld; wrth i'r gymhareb ynni trawst gynyddu'n raddol (RS=0.5, 0.67 a 1.5), mae wyneb y weldiad yn unffurf ac nid oes unrhyw iselder yn cael ei ffurfio; fodd bynnag, pan fydd y gymhareb ynni trawst yn cynyddu ymhellach (RS=1.50, 2.00), ond mae pantiau ar wyneb y weld. Pan fo'r gymhareb ynni trawst RS=0.25, 1.5 a 2, siâp trawsdoriadol y weldiad yw “siâp gwydr gwin”; pan fydd RS=0.50, 0.67 ac 1, siâp trawsdoriadol y weldiad yn “siâp twndis”. Pan fydd RS = 4, nid yn unig yn cynhyrchu craciau ar waelod y weldiad, ond hefyd mae rhai mandyllau yn cael eu cynhyrchu yn rhan ganol ac isaf y weldiad. Pan fydd RS = 2, mandyllau proses fawr yn ymddangos y tu mewn i'r weldiad, ond nid oes unrhyw graciau yn ymddangos. Pan fo RS = 0.5, 0.67 a 1.5, mae dyfnder treiddiad P2 y weldiad ar yr ochr aloi alwminiwm yn llai, ac mae trawstoriad y weldiad wedi'i ffurfio'n dda ac nid oes unrhyw ddiffygion weldio amlwg yn cael eu ffurfio. Mae'r rhain yn dangos bod y gymhareb ynni trawst yn ystod weldio laser trawst deuol cyfochrog hefyd yn cael effaith bwysig ar dreiddiad weldio a diffygion weldio.
Trawst cyfochrog - effaith bylchiad trawst ar ffurfio sêm weldio
Pan fo'r pŵer laser yn 2.8kW, mae'r cyflymder weldio yn 33mm / s, y swm defocus yw 0mm, a'r gymhareb ynni trawst RS = 0.67, newid y bylchiad trawst (d = 0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm) i'w gael morffoleg yr arwyneb weldio fel y dengys y llun. Pan fo d = 0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, mae wyneb y weldiad yn llyfn ac yn wastad, ac mae'r siâp yn brydferth; mae patrwm graddfa pysgod y weldiad yn rheolaidd ac yn hardd, ac nid oes mandyllau, craciau a diffygion eraill yn weladwy. Felly, o dan y pedwar amodau bylchiad trawst, mae'r wyneb weldio wedi'i ffurfio'n dda. Yn ogystal, pan fydd d = 2 mm, mae dau weldiad gwahanol yn cael eu ffurfio, sy'n dangos nad yw'r ddau drawst laser cyfochrog bellach yn gweithredu ar bwll tawdd, ac ni allant ffurfio weldio hybrid laser trawst deuol effeithiol. Pan fo'r bwlch trawst yn 0.5mm, mae'r weld yn “siâp twndis”, dyfnder treiddiad P2 y weldiad ar yr ochr aloi alwminiwm yw 712.9 micron, ac nid oes unrhyw graciau, mandyllau a diffygion eraill y tu mewn i'r weldiad. Wrth i'r bylchau trawst barhau i gynyddu, mae dyfnder treiddiad P2 y weld ar yr ochr aloi alwminiwm yn gostwng yn sylweddol. Pan fo'r pellter trawst yn 1 mm, dim ond 94.2 micron yw dyfnder treiddiad y weldiad ar yr ochr aloi alwminiwm. Wrth i fylchau'r trawst gynyddu ymhellach, nid yw'r weldiad yn ffurfio treiddiad effeithiol ar yr ochr aloi alwminiwm. Felly, pan fo'r bwlch trawst yn 0.5mm, yr effaith ailgyfuno trawst dwbl yw'r gorau. Wrth i'r bylchau trawst gynyddu, mae'r mewnbwn gwres weldio yn gostwng yn sydyn, ac mae'r effaith ailgyfuno laser dau belydr yn gwaethygu'n raddol.
Mae'r gwahaniaeth mewn morffoleg weldio yn cael ei achosi gan wahanol lif ac oeri solidification y pwll tawdd yn ystod y broses weldio. Gall y dull efelychu rhifiadol nid yn unig wneud dadansoddiad straen y pwll tawdd yn fwy greddfol, ond hefyd yn lleihau'r gost arbrofol. Mae'r llun isod yn dangos y newidiadau yn y pwll toddi ochr gydag un trawst, trefniadau gwahanol a bylchau sbot. Mae'r prif gasgliadau yn cynnwys: (1) Yn ystod y pelydr senglweldio laserproses, dyfnder y twll pwll tawdd yw'r dyfnaf, mae yna ffenomen o gwymp twll, mae wal y twll yn afreolaidd, ac mae dosbarthiad y maes llif ger wal y twll yn anwastad; ger wyneb cefn y pwll tawdd Mae'r ail-lif yn gryf, ac mae adlif i fyny ar waelod y pwll tawdd; mae dosbarthiad maes llif y pwll tawdd arwyneb yn gymharol unffurf ac yn araf, ac mae lled y pwll tawdd yn anwastad ar hyd y cyfeiriad dyfnder. Mae aflonyddwch a achosir gan bwysau recoil wal yn y pwll tawdd rhwng y tyllau bach mewn trawst dwblweldio laser, ac mae bob amser yn bodoli ar hyd cyfeiriad dyfnder y tyllau bach. Wrth i'r pellter rhwng y ddau drawst barhau i gynyddu, mae dwysedd ynni'r trawst yn trawsnewid yn raddol o un brig i gyflwr brig dwbl. Mae isafswm gwerth rhwng y ddau gopa, ac mae'r dwysedd ynni yn gostwng yn raddol. (2) Ar gyfer dwbl-beamweldio laser, pan fo'r bwlch yn y fan a'r lle yn 0-0.5mm, mae dyfnder tyllau bach y pwll tawdd yn lleihau ychydig, ac mae ymddygiad llif cyffredinol y pwll tawdd yn debyg i un trawst.weldio laser; pan fo'r bwlch yn y fan a'r lle yn uwch na 1mm, mae'r tyllau bach wedi'u gwahanu'n llwyr, ac yn ystod y broses weldio Nid oes bron unrhyw ryngweithio rhwng y ddau laser, sy'n cyfateb i ddau weldio laser un-trawst yn olynol / dau gyfochrog gyda phŵer o 1750W. Nid oes bron unrhyw effaith cynhesu, ac mae ymddygiad llif y pwll tawdd yn debyg i ymddygiad weldio laser un trawst. (3) Pan fo'r bylchau sbot yn 0.5-1mm, mae wyneb wal y tyllau bach yn fwy gwastad yn y ddau drefniant, mae dyfnder y tyllau bach yn gostwng yn raddol, ac mae'r gwaelod yn gwahanu'n raddol. Mae'r aflonyddwch rhwng y tyllau bach a llif y pwll tawdd arwyneb yn 0.8mm. Y cryfaf. Ar gyfer weldio cyfresol, mae hyd y pwll tawdd yn cynyddu'n raddol, y lled yw'r mwyaf pan fo'r bylchiad yn y fan a'r lle yn 0.8mm, ac mae'r effaith cynhesu yn fwyaf amlwg pan fo'r bylchiad sbot yn 0.8mm. Mae effaith grym Marangoni yn gwanhau'n raddol, ac mae mwy o hylif metel yn llifo i ddwy ochr y pwll tawdd. Gwnewch y dosbarthiad lled toddi yn fwy unffurf. Ar gyfer weldio cyfochrog, mae lled y pwll tawdd yn cynyddu'n raddol, ac mae'r hyd yn uchafswm o 0.8mm, ond nid oes unrhyw effaith cynhesu; mae'r reflow ger yr wyneb a achosir gan rym Marangoni bob amser yn bodoli, ac mae'r ail-lif ar i lawr ar waelod y twll bach yn diflannu'n raddol; nid yw'r maes llif trawsdoriadol mor dda â Mae'n gryf mewn cyfres, nid yw'r aflonyddwch yn effeithio'n fawr ar y llif ar ddwy ochr y pwll tawdd, ac mae'r lled tawdd wedi'i ddosbarthu'n anwastad.
Amser post: Hydref-12-2023
