Krahasuar me teknologjinë tradicionale të saldimit,saldimi me lazerka avantazhe të pakrahasueshme në saktësinë, efikasitetin, besueshmërinë, automatizimin dhe aspekte të tjera të saldimit. Vitet e fundit, ajo është zhvilluar me shpejtësi në fushën e automobilave, energjisë, elektronikës dhe fushave të tjera dhe konsiderohet të jetë një nga teknologjitë më premtuese të prodhimit në shekullin e 21-të.
1. Vështrim i përgjithshëm i rrezeve të dyfishtasaldimi me lazer
Me dy rrezesaldimi me lazerështë përdorimi i metodave optike për të ndarë të njëjtin lazer në dy rreze drite të veçanta për saldim, ose përdorimi i dy llojeve të ndryshme lazerësh për t'u kombinuar, si lazeri CO2, Nd: lazeri YAG dhe lazeri gjysmëpërçues me fuqi të lartë. Të gjitha mund të kombinohen. U propozua kryesisht për të zgjidhur përshtatshmërinë e saldimit me lazer me saktësinë e montimit, për të përmirësuar stabilitetin e procesit të saldimit dhe për të përmirësuar cilësinë e saldimit. Me dy rrezesaldimi me lazermund të rregullojë me lehtësi dhe fleksibilitet fushën e temperaturës së saldimit duke ndryshuar raportin e energjisë së rrezes, hapësirën e rrezeve dhe madje edhe modelin e shpërndarjes së energjisë të dy rrezeve lazer, duke ndryshuar modelin e ekzistencës së vrimës së çelësit dhe modelin e rrjedhës së metalit të lëngshëm në pishinën e shkrirë. Ofron një zgjedhje më të gjerë të proceseve të saldimit. Ajo jo vetëm që ka avantazhet e të mëdhasaldimi me lazerdepërtim, shpejtësi të shpejtë dhe saktësi të lartë, por është gjithashtu i përshtatshëm për materiale dhe fuga që janë të vështira për t'u salduar me konvencionalesaldimi me lazer.
Për rreze të dyfishtasaldimi me lazer, së pari diskutojmë metodat e zbatimit të lazerit me rreze të dyfishta. Literatura gjithëpërfshirëse tregon se ekzistojnë dy mënyra kryesore për të arritur saldimin me dy rreze: fokusimi në transmetim dhe fokusimi i reflektimit. Konkretisht, njëra arrihet duke rregulluar këndin dhe ndarjen e dy lazerëve përmes pasqyrave të përqendrimit dhe pasqyrave ngjitëse. Tjetra arrihet duke përdorur një burim lazer dhe më pas duke u fokusuar përmes pasqyrave reflektuese, pasqyrave transmetuese dhe pasqyrave në formë pyke për të arritur rrezet e dyfishta. Për metodën e parë, ekzistojnë kryesisht tre forma. Forma e parë është bashkimi i dy lazerëve përmes fibrave optike dhe ndarja e tyre në dy rreze të ndryshme nën të njëjtën pasqyrë përplasëse dhe pasqyrë fokusimi. E dyta është se dy lazer nxjerrin rreze lazer përmes kokave të tyre përkatëse të saldimit dhe një rreze e dyfishtë formohet duke rregulluar pozicionin hapësinor të kokave të saldimit. Metoda e tretë është që rrezja lazer fillimisht ndahet përmes dy pasqyrave 1 dhe 2, dhe më pas fokusohet nga dy pasqyra fokusuese 3 dhe 4 respektivisht. Pozicioni dhe distanca midis dy pikave fokale mund të rregullohet duke rregulluar këndet e dy pasqyrave fokusuese 3 dhe 4. Metoda e dytë është përdorimi i një lazeri në gjendje të ngurtë për të ndarë dritën për të arritur rreze të dyfishta dhe për të rregulluar këndin dhe ndarje përmes një pasqyre perspektive dhe një pasqyre fokusuese. Dy fotografitë e fundit në rreshtin e parë më poshtë tregojnë sistemin spektroskopik të një lazeri CO2. Pasqyra e sheshtë zëvendësohet me një pasqyrë në formë pyke dhe vendoset përpara pasqyrës së fokusimit për të ndarë dritën për të arritur dritë paralele me rreze të dyfishtë.
Pasi të kuptojmë zbatimin e trarëve të dyfishtë, le të prezantojmë shkurtimisht parimet dhe metodat e saldimit. Në rreze të dyfishtësaldimi me lazerprocesi, ekzistojnë tre rregullime të zakonshme të rrezeve, përkatësisht rregullimi serial, rregullimi paralel dhe rregullimi hibrid. pëlhurë, domethënë ka një distancë si në drejtimin e saldimit ashtu edhe në drejtimin vertikal të saldimit. Siç tregohet në rreshtin e fundit të figurës, sipas formave të ndryshme të vrimave të vogla dhe pellgjeve të shkrira që shfaqen nën hapësira të ndryshme pikash gjatë procesit të saldimit serik, ato mund të ndahen më tej në shkrirje të vetme. Ekzistojnë tre gjendje: pishinë, pishinë e zakonshme e shkrirë dhe pishinë e ndarë e shkrirë. Karakteristikat e pishinës së shkrirë të vetme dhe pishinës së shkrirë të ndarë janë të ngjashme me ato të vetmesaldimi me lazer, siç tregohet në diagramin e simulimit numerik. Ekzistojnë efekte të ndryshme të procesit për lloje të ndryshme.
Lloji 1: Nën një hapësirë të caktuar pikash, dy vrima çelësash trarësh formojnë një vrimë të madhe të përbashkët çelësi në të njëjtën pishinë të shkrirë; për llojin 1, raportohet se një rreze drite përdoret për të krijuar një vrimë të vogël dhe tjetra rreze drite përdoret për trajtimin e nxehtësisë së saldimit, gjë që mund të përmirësojë në mënyrë efektive vetitë strukturore të çelikut me karbon të lartë dhe çelikut të aliazhuar.
Lloji 2: Rritni hapësirën e pikave në të njëjtën pellg të shkrirë, ndani dy trarët në dy vrima të pavarura të çelësit dhe ndryshoni modelin e rrjedhës së pishinës së shkrirë; për tipin 2, funksioni i tij është i barabartë me saldimin me dy rreze elektronike, Redukton spërkatjen e saldimit dhe saldimet e parregullta në gjatësinë e duhur fokale.
Lloji 3: Rritni më tej hapësirën e pikave dhe ndryshoni raportin e energjisë së dy trarëve, në mënyrë që njëri nga dy trarët të përdoret si burim nxehtësie për të kryer përpunimin para saldimit ose pas saldimit gjatë procesit të saldimit, dhe trau tjetër përdoret për të krijuar vrima të vogla. Për llojin 3, studimi zbuloi se dy trarët formojnë një vrimë çelësi, vrima e vogël nuk është e lehtë të shembet dhe saldimi nuk është i lehtë për të prodhuar pore.
2. Ndikimi i procesit të saldimit në cilësinë e saldimit
Efekti i raportit serik tra-energji në formimin e tegelit të saldimit
Kur fuqia e lazerit është 2 kW, shpejtësia e saldimit është 45 mm/s, sasia e defokusit është 0 mm dhe hapësira e rrezeve është 3 mm, forma e sipërfaqes së saldimit kur ndryshon RS (RS= 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) është si treguar në figurë. Kur RS=0.50 dhe 2.00, saldimi është i zhytur në një masë më të madhe dhe ka më shumë spërkatje në skajin e saldimit, pa formuar modele të rregullta luspash peshku. Kjo ndodh sepse kur raporti i energjisë së rrezes është shumë i vogël ose shumë i madh, energjia e lazerit është shumë e përqendruar, duke bërë që vrima e lazerit të lëkundet më seriozisht gjatë procesit të saldimit dhe presioni i kthimit të avullit shkakton nxjerrjen dhe spërkatjen e të shkrirëve. metal i pishinës në pishinën e shkrirë; Futja e tepërt e nxehtësisë bën që thellësia e depërtimit të pishinës së shkrirë në anën e aliazhit të aluminit të jetë shumë e madhe, duke shkaktuar një depresion nën veprimin e gravitetit. Kur RS=0.67 dhe 1.50, modeli i luspave të peshkut në sipërfaqen e saldimit është uniform, forma e saldimit është më e bukur dhe nuk ka të çara të nxehta të saldimit, pore dhe defekte të tjera saldimi në sipërfaqen e saldimit. Format e prerjes tërthore të saldimeve me raporte të ndryshme të energjisë së traut RS janë siç tregohen në figurë. Prerja tërthore e saldimeve është në një formë tipike "qelqi vere", gjë që tregon se procesi i saldimit kryhet në modalitetin e saldimit me penetrim të thellë me lazer. RS ka një ndikim të rëndësishëm në thellësinë e depërtimit P2 të saldimit në anën e aliazhit të aluminit. Kur raporti i energjisë së rrezes RS=0,5, P2 është 1203,2 mikron. Kur raporti i energjisë së rrezes është RS=0.67 dhe 1.5, P2 zvogëlohet ndjeshëm, që janë përkatësisht 403.3 mikron dhe 93.6 mikron. Kur raporti i energjisë së traut është RS=2, thellësia e depërtimit të saldimit të seksionit kryq të bashkimit është 1151,6 mikron.
Efekti i raportit paralel trarë-energji në formimin e tegelit të saldimit
Kur fuqia e lazerit është 2.8 kW, shpejtësia e saldimit është 33 mm/s, sasia e defokusit është 0 mm dhe hapësira e rrezeve është 1 mm, sipërfaqja e saldimit fitohet duke ndryshuar raportin e energjisë së rrezes (RS=0.25, 0.5, 0.67, 1.5 , 2, 4) Pamja është paraqitur në figurë. Kur RS=2, modeli i shkallës së peshkut në sipërfaqen e saldimit është relativisht i parregullt. Sipërfaqja e saldimit e marrë nga pesë raportet e tjera të ndryshme të energjisë së rrezeve është e formuar mirë dhe nuk ka defekte të dukshme si poret dhe spërkatjet. Prandaj, krahasuar me rreze të dyfishtë serikesaldimi me lazer, sipërfaqja e saldimit duke përdorur trarë të dyfishtë paralelë është më uniforme dhe më e bukur. Kur RS=0.25, ka një depresion të lehtë në saldim; me rritjen graduale të raportit të energjisë së rrezes (RS=0.5, 0.67 dhe 1.5), sipërfaqja e saldimit është e njëtrajtshme dhe nuk krijohet depresion; megjithatë, kur raporti i energjisë së rrezes rritet më tej (RS=1.50, 2.00), por ka gropa në sipërfaqen e saldimit. Kur raporti i energjisë së traut RS=0.25, 1.5 dhe 2, forma e prerjes tërthore të saldimit është “në formë qelqi vere”; kur RS=0,50, 0,67 dhe 1, forma e prerjes tërthore të saldimit është “në formë hinke”. Kur RS=4 nuk krijohen vetëm çarje në pjesën e poshtme të saldimit, por edhe disa pore në pjesën e mesme dhe të poshtme të saldimit. Kur RS=2, poret e mëdha të procesit shfaqen brenda saldimit, por nuk shfaqen çarje. Kur RS=0.5, 0.67 dhe 1.5, thellësia e depërtimit P2 të saldimit në anën e aliazhit të aluminit është më e vogël, dhe seksioni kryq i saldimit është i formuar mirë dhe nuk krijohen defekte të dukshme saldimi. Këto tregojnë se raporti i energjisë së rrezes gjatë saldimit paralel me lazer me rreze të dyfishtë gjithashtu ka një ndikim të rëndësishëm në depërtimin e saldimit dhe defektet e saldimit.
Trari paralel - efekti i ndarjes së trarëve në formimin e tegelit të saldimit
Kur fuqia e lazerit është 2,8 kW, shpejtësia e saldimit është 33 mm/s, sasia e defokusit është 0 mm dhe raporti i energjisë së rrezes RS=0,67, ndryshoni ndarjen e rrezeve (d=0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm) për të marrë morfologjinë e sipërfaqes së saldimit siç tregon foto. Kur d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, sipërfaqja e saldimit është e lëmuar dhe e sheshtë, dhe forma është e bukur; modeli i shkallës së peshkut të saldimit është i rregullt dhe i bukur, dhe nuk ka pore të dukshme, çarje dhe defekte të tjera. Prandaj, në kushtet e katër ndarjes së trarëve, sipërfaqja e saldimit është e formuar mirë. Përveç kësaj, kur d=2 mm, formohen dy saldime të ndryshme, gjë që tregon se dy rrezet paralele lazer nuk veprojnë më në një pellg të shkrirë dhe nuk mund të formojnë një saldim hibrid me lazer me dy rreze. Kur distanca e rrezeve është 0,5 mm, saldimi është "në formë hinke", thellësia e depërtimit P2 e saldimit në anën e aliazhit të aluminit është 712,9 mikron dhe nuk ka të çara, pore dhe defekte të tjera brenda saldimit. Ndërsa hapësira e rrezeve vazhdon të rritet, thellësia e depërtimit P2 e saldimit në anën e aliazhit të aluminit zvogëlohet ndjeshëm. Kur distanca e rrezeve është 1 mm, thellësia e depërtimit të saldimit në anën e aliazhit të aluminit është vetëm 94,2 mikron. Ndërsa distanca e rrezeve rritet më tej, saldimi nuk formon depërtim efektiv në anën e aliazhit të aluminit. Prandaj, kur distanca e rrezeve është 0,5 mm, efekti i rikombinimit me dy rreze është më i miri. Me rritjen e distancës së rrezeve, futja e nxehtësisë së saldimit zvogëlohet ndjeshëm dhe efekti i rikombinimit të lazerit me dy rreze përkeqësohet gradualisht.
Dallimi në morfologjinë e saldimit shkaktohet nga rrjedha e ndryshme dhe ngurtësimi i ftohjes së pishinës së shkrirë gjatë procesit të saldimit. Metoda e simulimit numerik jo vetëm që mund ta bëjë më intuitive analizën e stresit të pishinës së shkrirë, por edhe të zvogëlojë koston eksperimentale. Figura më poshtë tregon ndryshimet në pishinën e shkrirjes anësore me një rreze të vetme, rregullime të ndryshme dhe ndarje në pika. Përfundimet kryesore përfshijnë: (1) Gjatë një trarëshsaldimi me lazerprocesi, thellësia e vrimës së pishinës së shkrirë është më e thella, ka një fenomen të kolapsit të vrimës, muri i vrimës është i parregullt dhe shpërndarja e fushës së rrjedhës pranë murit të vrimës është e pabarabartë; afër sipërfaqes së pasme të pishinës së shkrirë Rrjedhja është e fortë dhe ka rrjedhje lart në fund të pishinës së shkrirë; shpërndarja e fushës së rrjedhës së pellgut të shkrirë sipërfaqësore është relativisht uniforme dhe e ngadaltë, dhe gjerësia e pellgut të shkrirë është e pabarabartë përgjatë drejtimit të thellësisë. Ka shqetësime të shkaktuara nga presioni i tërheqjes së murit në pishinën e shkrirë midis vrimave të vogla në rreze të dyfishtësaldimi me lazer, dhe ekziston gjithmonë përgjatë drejtimit të thellësisë së vrimave të vogla. Ndërsa distanca midis dy trarëve vazhdon të rritet, densiteti i energjisë i rrezes gradualisht kalon nga një kulm i vetëm në një gjendje piku të dyfishtë. Ekziston një vlerë minimale midis dy majave dhe densiteti i energjisë gradualisht zvogëlohet. (2) Për rreze të dyfishtësaldimi me lazer, kur hapësira e njollave është 0-0,5 mm, thellësia e vrimave të vogla të pishinës së shkrirë zvogëlohet pak dhe sjellja e përgjithshme e rrjedhës së pishinës së shkrirë është e ngjashme me atë të një rrezeje të vetmesaldimi me lazer; kur hapësira e njollave është mbi 1 mm, vrimat e vogla ndahen plotësisht dhe gjatë procesit të saldimit nuk ka pothuajse asnjë ndërveprim midis dy lazerëve, që është e barabartë me dy saldime të njëpasnjëshme/dy paralele me lazer me një rreze me fuqi 1750W. Nuk ka pothuajse asnjë efekt parangrohjeje dhe sjellja e rrjedhjes së pishinës së shkrirë është e ngjashme me atë të saldimit me lazer me një rreze. (3) Kur hapësira e njollave është 0,5-1 mm, sipërfaqja e murit të vrimave të vogla është më e sheshtë në të dy rregullimet, thellësia e vrimave të vogla zvogëlohet gradualisht dhe fundi ndahet gradualisht. Shqetësimi midis vrimave të vogla dhe rrjedhës së pishinës së shkrirë sipërfaqësore janë 0.8 mm. Më i forti. Për saldimin serik, gjatësia e pishinës së shkrirë rritet gradualisht, gjerësia është më e madhja kur hapësira e pikave është 0.8 mm dhe efekti i paranxehjes është më i dukshëm kur hapësira e pikave është 0.8 mm. Efekti i forcës Marangoni dobësohet gradualisht dhe më shumë lëng metalik rrjedh në të dy anët e pishinës së shkrirë. Bëni shpërndarjen e gjerësisë së shkrirjes më uniforme. Për saldimin paralel, gjerësia e pishinës së shkrirë rritet gradualisht, dhe gjatësia është maksimale në 0.8 mm, por nuk ka efekt paranxehjeje; Rrjedhja pranë sipërfaqes e shkaktuar nga forca Marangoni ekziston gjithmonë, dhe rikthimi në rënie në fund të vrimës së vogël gradualisht zhduket; fusha e rrjedhës së prerjes tërthore nuk është aq e mirë sa Është e fortë në seri, shqetësimi vështirë se ndikon në rrjedhën në të dy anët e pellgut të shkrirë dhe gjerësia e shkrirë shpërndahet në mënyrë të pabarabartë.
Koha e postimit: Tetor-12-2023
