Tehnologia de îmbinare cu laser, sau tehnologia de sudare cu laser, utilizează un fascicul laser de mare putere pentru a focaliza și regla iradierea suprafeței materialului, iar suprafața materialului absoarbe energia laser și o transformă în energie termică, determinând încălzirea și topirea locală a materialului, urmată de răcire și solidificare pentru a realiza îmbinarea materialelor omogene sau diferite. Procesul de sudare cu laser necesită o densitate de putere laser de 104până la 108W/cm2Comparativ cu metodele tradiționale de sudare, sudarea cu laser are următoarele avantaje.
Tehnologia de îmbinare cu laser, sau tehnologia de sudare cu laser, utilizează un fascicul laser de mare putere pentru a focaliza și regla iradierea suprafeței materialului, iar suprafața materialului absoarbe energia laser și o transformă în energie termică, determinând încălzirea și topirea locală a materialului, urmată de răcire și solidificare pentru a realiza îmbinarea materialelor omogene sau diferite. Procesul de sudare cu laser necesită o densitate de putere laser de 104până la 108W/cm2Comparativ cu metodele tradiționale de sudare, sudarea cu laser are următoarele avantaje.
1-nor de plasmă, 2-material în topire, 3-gaură de cheie, 4-adâncimea fuziunii
Datorită existenței găurii cheii, fasciculul laser, după iradierea interiorului găurii cheii, va crește absorbția laserului de către material și va promova formarea băii topite după împrăștiere și alte efecte, cele două metode de sudare fiind comparate după cum urmează.
Figura de mai sus prezintă procesul de sudare cu laser a aceluiași material și a aceleiași surse de lumină, mecanismul de conversie a energiei se realizează doar prin gaura cheii, gaura cheii și metalul topit de lângă peretele găurii se mișcă odată cu avansul fasciculului laser, metalul topit deplasează gaura cheii departe de aerul rămas în urmă pentru a o umple și după condensare, formând o sudură.
Dacă materialul care urmează să fie sudat este un metal diferit, existența unor diferențe în proprietățile termice va avea un impact mare asupra procesului de sudare, cum ar fi diferențele în punctele de topire, conductivitatea termică, capacitatea termică specifică și coeficienții de dilatare ai diferitelor materiale, rezultând stres de sudare, deformare a sudurii și modificări ale condițiilor de cristalizare ale metalului îmbinării sudate, provocând o scădere a proprietăților mecanice ale sudurii.
Prin urmare, în funcție de diferitele caracteristici ale domeniului de sudare, procesul de sudare s-a dezvoltat: sudarea cu laser cu umplere, lipirea cu laser, sudarea cu laser cu fascicul dublu, sudarea compozită cu laser etc.
Sudare cu sârmă laser prin umplere
În procesul de sudare cu laser a aliajelor de aluminiu, titan și cupru, datorită absorbției reduse a luminii laser (<10%) în aceste materiale, plasma fotogenerată are o anumită protecție față de lumina laser, astfel încât este ușor să se formeze stropi și să ducă la generarea de defecte precum porozitatea și fisurile. În plus, calitatea sudării este afectată și atunci când spațiul dintre piesele de prelucrat este mai mare decât diametrul punctului în timpul pulverizării plăcii subțiri.
În rezolvarea problemelor menționate mai sus, se poate obține un rezultat mai bun al sudării utilizând metoda materialului de adaos. Materialul de adaos poate fi sârmă sau pulbere, sau se poate utiliza o metodă de adaos prestabilită. Datorită punctului focalizat mic, sudura devine mai îngustă și are o formă ușor convexă la suprafață după aplicarea materialului de adaos.
Brazare cu laser
Spre deosebire de sudarea prin fuziune, care topește două piese sudate în același timp, lipirea adaugă un material de adaos cu un punct de topire mai scăzut decât materialul de bază pe suprafața sudurii, topește materialul de adaos pentru a umple golul la o temperatură mai mică decât punctul de topire al materialului de bază și mai mare decât punctul de topire al materialului de adaos și apoi se condensează pentru a forma o sudură solidă.
Brazarea este potrivită pentru dispozitive microelectronice sensibile la căldură, plăci subțiri și materiale metalice volatile.
În plus, poate fi clasificată în brazare moale (<450 °C) și brazare dură (>450 °C), în funcție de temperatura la care este încălzit materialul de brazare.
Sudare cu laser cu fascicul dublu
Sudarea cu fascicul dublu permite un control flexibil și convenabil al timpului și poziției iradierii laserului, ajustând astfel distribuția energiei.
Se utilizează în principal pentru sudarea cu laser a aliajelor de aluminiu și magneziu, sudarea prin îmbinare și suprapunere a plăcilor pentru automobile, lipirea cu laser și sudarea prin fuziune profundă.
Fasciculul dublu poate fi obținut prin două lasere independente sau prin divizarea fasciculului cu un divizor de fascicul.
Cele două fascicule pot fi o combinație de lasere cu caracteristici diferite în domeniul timpului (pulsate vs. continue), lungimi de undă diferite (lungimi de undă în infraroșu mediu vs. vizibile) și puteri diferite, care pot fi selectate în funcție de materialul procesat.
4. Sudare compozită cu laser
Datorită utilizării fasciculului laser ca unică sursă de căldură, sudarea cu laser cu o singură sursă de căldură are o rată de conversie a energiei și o rată de utilizare scăzută, interfața portului materialului de bază al sudurii este ușor de a produce nealiniere, pori și fisuri și alte deficiențe. Pentru a rezolva această problemă, puteți utiliza caracteristicile de încălzire ale altor surse de căldură pentru a îmbunătăți încălzirea laserului pe piesa de prelucrat, denumită de obicei sudare compozită cu laser.
Principala formă de sudare compozită cu laser este sudarea compozită cu laser și arc electric, efectul 1 + 1 > 2 fiind următorul.
după fasciculul laser din apropierea arcului aplicat,densitatea electronilor este redusă semnificativ, norul de plasmă generat de sudarea cu laser este diluat, ceea cepoate îmbunătăți considerabil rata de absorbție a laserului, în timp ce arcul pe preîncălzirea materialului de bază va crește și mai mult rata de absorbție a laserului.
2. utilizarea ridicată a energiei arcului și totalulconsumul de energie va fi crescut.
3, zona de acțiune a sudării cu laser este mică, putând cauza ușor o nealiniere a orificiului de sudură, în timp ce acțiunea termică a arcului este mare, ceea ce poatereduce nealinierea orificiului de sudurăÎn același timp,calitatea sudării și eficiența arcului sunt îmbunătățitedatorită efectului de focalizare și ghidare al fasciculului laser asupra arcului.
4, sudarea cu laser cu temperatură de vârf ridicată, zonă mare afectată termic, răcire rapidă și viteză de solidificare, ușor de generat fisuri și pori; în timp ce zona afectată termic a arcului este mică, ceea ce poate reduce gradientul de temperatură, răcirea și viteza de solidificare,poate reduce și elimina formarea porilor și fisurilor.
Există două forme comune de sudare compozită cu arc laser: sudare compozită laser-TIG (așa cum se arată mai jos) și sudare compozită laser-MIG.
Există și alte forme de sudare, cum ar fi sudarea cu laser și arc cu plasmă, sudarea cu laser și sudarea compusă cu sursă de căldură inductivă.
Despre MavenLaser
Maven Laser este liderul aplicațiilor de industrializare cu laser în China și furnizorul autorizat de soluții globale de procesare cu laser. Înțelegem profund tendința de dezvoltare a industriei prelucrătoare, ne îmbogățim constant produsele și soluțiile, insistăm asupra explorării integrării automatizării, informației și inteligenței cu industria prelucrătoare, furnizăm echipamente de sudură cu laser, echipamente de marcare cu laser, echipamente de curățare cu laser și echipamente de tăiere cu laser a bijuteriilor din aur și argint pentru diverse industrii, inclusiv serii de putere completă, și ne extindem continuu influența în domeniul echipamentelor laser.
Data publicării: 13 ian. 2023
