Sudarea este un proces de îmbinare a două sau mai multe metale prin aplicarea căldurii. Sudarea implică de obicei încălzirea unui material până la punctul său de topire, astfel încât metalul de bază se topește pentru a umple golurile dintre îmbinări, formând o conexiune puternică. Sudarea cu laser este o metodă de conectare care utilizează laserul ca sursă de căldură.
Luați ca exemplu bateria de alimentare cu carcasă pătrată: miezul bateriei este conectat prin laser prin mai multe părți. Pe parcursul întregului proces de sudare cu laser, rezistența conexiunii materialului, eficiența producției și rata de defecte sunt trei aspecte care preocupă cel mai mult industria. Rezistența conexiunii materialului poate fi reflectată de adâncimea și lățimea de penetrare metalografică (strâns legate de sursa de lumină laser); eficiența producției este legată în principal de capacitatea de procesare a sursei de lumină laser; rata de defecte este legată în principal de alegerea sursei de lumină laser; prin urmare, acest articol discută despre cele mai comune de pe piață. Este realizată o comparație simplă a mai multor surse de lumină laser, în speranța de a ajuta colegii dezvoltatori de procese.
Deoarecesudură cu lasereste în esență un proces de conversie a luminii în căldură, implicați câțiva parametri cheie: calitatea fasciculului (BBP, M2, unghiul de divergență), densitatea energiei, diametrul miezului, forma de distribuție a energiei, capul de sudare adaptiv, procesarea. Ferestrele de proces și materialele procesabile sunt utilizate în principal pentru a analiza și compara sursele de lumină laser din aceste direcții.
Comparație laser monomod-multimod
Definiția monomodului multimod:
Modul unic se referă la un singur model de distribuție a energiei laser pe un plan bidimensional, în timp ce modul multimod se referă la modelul de distribuție spațială a energiei format prin suprapunerea mai multor modele de distribuție. În general, factorul de calitate a fasciculului M2 poate fi utilizat pentru a evalua dacă ieșirea laserului cu fibră este monomodală sau multimodală: M2 mai mic de 1,3 este un laser monomod pur, M2 între 1,3 și 2,0 este un laser cvasi-monomod (cu puține moduri), iar M2 mai mare de 2,0 este pentru laserele multimodale.
Deoarecesudură cu lasereste în esență un proces de conversie a luminii în căldură, implicați câțiva parametri cheie: calitatea fasciculului (BBP, M2, unghiul de divergență), densitatea energiei, diametrul miezului, forma de distribuție a energiei, capul de sudare adaptiv, procesarea. Ferestrele de proces și materialele procesabile sunt utilizate în principal pentru a analiza și compara sursele de lumină laser din aceste direcții.
Comparație laser monomod-multimod
Definiția monomodului multimod:
Modul unic se referă la un singur model de distribuție a energiei laser pe un plan bidimensional, în timp ce modul multimod se referă la modelul de distribuție spațială a energiei format prin suprapunerea mai multor modele de distribuție. În general, factorul de calitate a fasciculului M2 poate fi utilizat pentru a evalua dacă ieșirea laserului cu fibră este monomodală sau multimodală: M2 mai mic de 1,3 este un laser monomod pur, M2 între 1,3 și 2,0 este un laser cvasi-monomod (cu puține moduri), iar M2 mai mare de 2,0 este pentru laserele multimodale.
După cum se arată în figură: Figura b prezintă distribuția energiei unui singur mod fundamental, iar distribuția energiei în orice direcție care trece prin centrul cercului este sub forma unei curbe gaussiene. Imaginea a prezintă distribuția energiei multimodale, care este distribuția spațială a energiei formată prin suprapunerea mai multor moduri laser individuale. Rezultatul suprapunerii multimodale este o curbă cu vârf plat.
Lasere monomodale comune: IPG YLR-2000-SM, SM este abrevierea pentru Single Mode. Calculele utilizează focalizare colimată 150-250 pentru a calcula dimensiunea spotului focalizat, densitatea de energie este de 2000W, iar densitatea de energie a focalizării este utilizată pentru comparație.
Comparație între monomod și multimodsudură cu laserefecte
Laser monomod: diametru mic al miezului, densitate mare de energie, capacitate puternică de penetrare, zonă mică afectată termic, similară unui cuțit ascuțit, potrivit în special pentru sudarea plăcilor subțiri și sudarea de mare viteză și poate fi utilizat cu galvanometre pentru a procesa piese mici și piese extrem de reflectorizante (piese extrem de reflectorizante) urechi, piese de conectare etc., așa cum se arată în figura de mai sus. Monomodul are o gaură de cheie mai mică și un volum limitat de vapori metalici interni de înaltă presiune, deci, în general, nu prezintă defecte precum porii interni. La viteze mici, aspectul este rugos, fără a sufla aer protector. La viteze mari, se adaugă protecție. Calitatea procesării gazului este bună, eficiența este ridicată, sudurile sunt netede și plate, iar rata de randament este mare. Este potrivit pentru sudarea în stivă și sudarea prin penetrare.
Laser multimod: Diametru mare al miezului, densitate energetică puțin mai mică decât laserul monomod, cuțit tocit, gaură de cheie mai mare, structură metalică mai groasă, raport adâncime-lățime mai mic și, la aceeași putere, adâncimea de penetrare este cu 30% mai mică decât cea a laserului monomod, deci este potrivit pentru utilizare în prelucrarea sudurilor cap la cap și prelucrarea plăcilor groase cu goluri mari de asamblare.
Contrast laser cu inel compozit
Sudare hibridă: Fasciculul laser semiconductor cu o lungime de undă de 915 nm și fasciculul laser cu fibră cu o lungime de undă de 1070 nm sunt combinate în același cap de sudare. Cele două fascicule laser sunt distribuite coaxial, iar planurile focale ale celor două fascicule laser pot fi ajustate flexibil, astfel încât produsul are ambele componente semiconductoare.sudură cu lasercapacități după sudare. Efectul este luminos și are adâncimea fibreisudură cu laser.
Semiconductorii folosesc adesea un spot luminos mare, de peste 400 µm, care este responsabil în principal pentru preîncălzirea materialului, topirea suprafeței materialului și creșterea ratei de absorbție a laserului cu fibră de către material (rata de absorbție a laserului de către material crește odată cu creșterea temperaturii).
Laser inelar: Două module laser cu fibră emit lumină laser, care este transmisă la suprafața materialului printr-o fibră optică compozită (fibră optică inelar în interiorul unei fibre optice cilindrice).
Două fascicule laser cu punct inelar: inelul exterior este responsabil pentru extinderea deschiderii orificiului de cheie și topirea materialului, iar laserul inelului interior este responsabil pentru adâncimea de penetrare, permițând sudarea cu stropire ultra-redusă. Diametrele miezului de putere al laserului inelului interior și exterior pot fi adaptate liber, iar diametrul miezului poate fi adaptat liber. Fereastra de proces este mai flexibilă decât cea a unui singur fascicul laser.
Compararea efectelor sudării compozit-circulare
Deoarece sudarea hibridă este o combinație între sudarea cu conductivitate termică a semiconductorilor și sudarea cu fibră optică prin penetrare profundă, penetrarea inelului exterior este mai superficială, structura metalografică este mai ascuțită și mai subțire; în același timp, aspectul este cel al conductivității termice, baia topită are fluctuații mici, o gamă largă, iar baia topită este mai stabilă, reflectându-se într-un aspect mai neted.
Deoarece laserul inelar este o combinație de sudură cu penetrare profundă și sudură cu penetrare profundă, inelul exterior poate produce, de asemenea, o adâncime de penetrare, care poate extinde eficient deschiderea orificiului cheii. Aceeași putere are o adâncime de penetrare mai mare și o metalografie mai groasă, dar, în același timp, stabilitatea băii topite este puțin mai mică decât Fluctuația semiconductorului din fibră optică este puțin mai mare decât cea a sudării compozite, iar rugozitatea este relativ mare.
Data publicării: 20 oct. 2023
