Metoda e saldimit me rreze të dyfishtë është propozuar, kryesisht për të zgjidhur përshtatshmërinë esaldimi me lazerpër saktësinë e montimit, për të përmirësuar stabilitetin e procesit të saldimit dhe për të përmirësuar cilësinë e saldimit, veçanërisht për saldimin me pllaka të hollë dhe saldimin e aliazhit të aluminit. Saldimi me lazer me dy rreze mund të përdorë metoda optike për të ndarë të njëjtin lazer në dy rreze të veçanta drite për saldim. Mund të përdorë gjithashtu dy lloje të ndryshme lazerësh për t'u kombinuar, lazer CO2, lazer Nd:YAG dhe lazer gjysmëpërçues me fuqi të lartë. mund të kombinohen. Duke ndryshuar energjinë e rrezes, hapësirën e rrezeve dhe madje edhe modelin e shpërndarjes së energjisë së dy trarëve, fusha e temperaturës së saldimit mund të rregullohet në mënyrë të përshtatshme dhe fleksibël, duke ndryshuar modelin e ekzistencës së vrimave dhe modelin e rrjedhës së metalit të lëngshëm në pishinën e shkrirë , duke ofruar një zgjidhje më të mirë për procesin e saldimit. Hapësira e madhe e zgjedhur është e pakrahasueshme me saldimin me lazer me një rreze. Ai jo vetëm që ka avantazhet e depërtimit të madh të saldimit me lazer, shpejtësisë së shpejtë dhe saktësisë së lartë, por gjithashtu ka përshtatshmëri të madhe ndaj materialeve dhe nyjeve që janë të vështira për t'u salduar me saldimin konvencional me lazer.
Parimi isaldimi me lazer me dy rreze
Saldimi me dy rreze nënkupton përdorimin e dy rrezeve lazer në të njëjtën kohë gjatë procesit të saldimit. Rregullimi i rrezeve, hapësira e rrezeve, këndi midis dy rrezeve, pozicioni i përqendrimit dhe raporti i energjisë i dy rrezeve janë të gjitha cilësimet përkatëse në saldimin me lazer me dy rreze. parametri. Normalisht, gjatë procesit të saldimit, në përgjithësi ekzistojnë dy mënyra për të rregulluar trarët e dyfishtë. Siç tregohet në figurë, njëra është rregulluar në seri përgjatë drejtimit të saldimit. Ky rregullim mund të zvogëlojë shkallën e ftohjes së pishinës së shkrirë. Redukton tendencën e ngurtësimit të saldimit dhe gjenerimin e poreve. Tjetra është t'i rregulloni ato krah për krah ose në mënyrë tërthore në të dy anët e saldimit për të përmirësuar përshtatshmërinë ndaj boshllëkut të saldimit.
Parimi i saldimit me lazer me rreze të dyfishtë
Saldimi me dy rreze nënkupton përdorimin e dy rrezeve lazer në të njëjtën kohë gjatë procesit të saldimit. Rregullimi i rrezeve, hapësira e rrezeve, këndi midis dy rrezeve, pozicioni i përqendrimit dhe raporti i energjisë i dy rrezeve janë të gjitha cilësimet përkatëse në saldimin me lazer me dy rreze. parametri. Normalisht, gjatë procesit të saldimit, në përgjithësi ekzistojnë dy mënyra për të rregulluar trarët e dyfishtë. Siç tregohet në figurë, njëra është rregulluar në seri përgjatë drejtimit të saldimit. Ky rregullim mund të zvogëlojë shkallën e ftohjes së pishinës së shkrirë. Redukton tendencën e ngurtësimit të saldimit dhe gjenerimin e poreve. Tjetra është t'i rregulloni ato krah për krah ose në mënyrë tërthore në të dy anët e saldimit për të përmirësuar përshtatshmërinë ndaj boshllëkut të saldimit.
Për një sistem saldimi lazer me rreze të dyfishtë të rregulluar në të njëjtën kohë, ekzistojnë tre mekanizma të ndryshëm saldimi në varësi të distancës midis rrezeve të përparme dhe të pasme, siç tregohet në figurën më poshtë.
1. Në llojin e parë të mekanizmit të saldimit, distanca ndërmjet dy rrezeve të dritës është relativisht e madhe. Një rreze drite ka një densitet më të madh energjie dhe fokusohet në sipërfaqen e pjesës së punës për të prodhuar vrima çelësash në saldim; tufa tjetër e dritës ka një densitet energjie më të vogël. Përdoret vetëm si burim nxehtësie për trajtimin e nxehtësisë para saldimit ose pas saldimit. Duke përdorur këtë mekanizëm saldimi, shkalla e ftohjes së pishinës së saldimit mund të kontrollohet brenda një diapazoni të caktuar, i cili është i dobishëm për saldimin e disa materialeve me ndjeshmëri të lartë ndaj plasaritjes, si çeliku me karbon të lartë, çeliku i aliazhuar, etj., dhe gjithashtu mund të përmirësojë qëndrueshmërinë të saldimit.
2. Në llojin e dytë të mekanizmit të saldimit, distanca e fokusit ndërmjet dy rrezeve të dritës është relativisht e vogël. Dy rrezet e dritës prodhojnë dy vrima kyçe të pavarura në një pishinë saldimi, e cila ndryshon modelin e rrjedhës së metalit të lëngshëm dhe ndihmon në parandalimin e kapjes. Mund të eliminojë shfaqjen e defekteve të tilla si skajet dhe fryrjet e saldimit dhe të përmirësojë formimin e saldimit.
3. Në llojin e tretë të mekanizmit të saldimit, distanca ndërmjet dy rrezeve të dritës është shumë e vogël. Në këtë kohë, dy rrezet e dritës prodhojnë të njëjtën vrimë çelësi në pishinën e saldimit. Krahasuar me saldimin me lazer me një rreze, për shkak se madhësia e vrimës së çelësit bëhet më e madhe dhe nuk mbyllet lehtë, procesi i saldimit është më i qëndrueshëm dhe gazi shkarkohet më lehtë, gjë që është e dobishme për zvogëlimin e poreve dhe spërkatjes, dhe marrjen e vazhdueshme, uniforme dhe saldime të bukura.
Gjatë procesit të saldimit, dy rrezet lazer mund të bëhen edhe në një kënd të caktuar me njëri-tjetrin. Mekanizmi i saldimit është i ngjashëm me mekanizmin e saldimit paralel me rreze të dyfishtë. Rezultatet e testit tregojnë se duke përdorur dy OO me fuqi të lartë me një kënd 30° me njëri-tjetrin dhe një distancë prej 1~2 mm, rrezja lazer mund të marrë një vrimë çelësi në formë hinke. Madhësia e vrimës së çelësit është më e madhe dhe më e qëndrueshme, gjë që mund të përmirësojë në mënyrë efektive cilësinë e saldimit. Në aplikimet praktike, kombinimi i ndërsjellë i dy rrezeve të dritës mund të ndryshohet sipas kushteve të ndryshme të saldimit për të arritur procese të ndryshme saldimi.
6. Metoda e zbatimit të saldimit me laser me dy rreze
Përvetësimi i rrezeve të dyfishta mund të merret duke kombinuar dy rreze lazer të ndryshme, ose një rreze lazer mund të ndahet në dy rreze lazer për saldim duke përdorur një sistem spektrometri optik. Për të ndarë një rreze drite në dy rreze lazer paralele me fuqi të ndryshme, mund të përdoret një spektroskop ose ndonjë sistem optik i veçantë. Fotografia tregon dy diagrame skematike të parimeve të ndarjes së dritës duke përdorur pasqyrat e fokusimit si ndarës të rrezeve.
Përveç kësaj, një reflektor mund të përdoret gjithashtu si ndarës i rrezeve, dhe reflektori i fundit në shtegun optik mund të përdoret si ndarës i rrezeve. Ky lloj reflektori quhet edhe reflektor i tipit çati. Sipërfaqja e saj reflektuese nuk është një sipërfaqe e sheshtë, por përbëhet nga dy plane. Linja e kryqëzimit të dy sipërfaqeve reflektuese ndodhet në mes të sipërfaqes së pasqyrës, e ngjashme me një kreshtë çatie, siç tregohet në figurë. Një rreze drite paralele shkëlqen në spektroskop, reflektohet nga dy plane në kënde të ndryshme për të formuar dy rreze drite dhe shkëlqen në pozicione të ndryshme të pasqyrës së fokusimit. Pas fokusimit, fitohen dy rreze drite në një distancë të caktuar në sipërfaqen e pjesës së punës. Duke ndryshuar këndin midis dy sipërfaqeve reflektuese dhe pozicionit të çatisë, mund të përftohen rrezet e dritës të ndarë me distanca dhe rregullime të ndryshme fokusimi.
Kur përdorni dy lloje të ndryshme tërrezet lazer to formoni një rreze të dyfishtë, ka shumë kombinime. Një lazer CO2 me cilësi të lartë me një shpërndarje energjie Gaussian mund të përdoret për punën kryesore të saldimit dhe një lazer gjysmëpërçues me një shpërndarje energjie drejtkëndore mund të përdoret për të ndihmuar në punën e trajtimit termik. Nga njëra anë, ky kombinim është më ekonomik. Nga ana tjetër, fuqia e dy rrezeve të dritës mund të rregullohet në mënyrë të pavarur. Për forma të ndryshme bashkimi, një fushë e rregullueshme e temperaturës mund të merret duke rregulluar pozicionin e mbivendosjes së lazerit dhe lazerit gjysmëpërçues, i cili është shumë i përshtatshëm për saldim. Kontrolli i procesit. Përveç kësaj, lazeri YAG dhe lazeri CO2 gjithashtu mund të kombinohen në një rreze të dyfishtë për saldim, lazeri i vazhdueshëm dhe lazeri me puls mund të kombinohen për saldim, dhe rreze e fokusuar dhe rreze e defokusuar mund të kombinohen gjithashtu për saldim.
7. Parimi i saldimit me laser me dy rreze
3.1 Saldimi me lazer me dy rreze të fletëve të galvanizuara
Llamari i çelikut të galvanizuar është materiali më i përdorur në industrinë e automobilave. Pika e shkrirjes së çelikut është rreth 1500°C, ndërsa pika e vlimit të zinkut është vetëm 906°C. Prandaj, kur përdoret metoda e saldimit me shkrirje, zakonisht gjenerohet një sasi e madhe avulli zinku, duke bërë që procesi i saldimit të jetë i paqëndrueshëm. , duke formuar pore në saldim. Për nyjet e xhiros, avullimi i shtresës së galvanizuar jo vetëm që ndodh në sipërfaqet e sipërme dhe të poshtme, por ndodh edhe në sipërfaqen e bashkimit. Gjatë procesit të saldimit, avulli i zinkut del shpejt nga sipërfaqja e pishinës së shkrirë në disa zona, ndërsa në zona të tjera është e vështirë që avulli i zinkut të dalë nga pellgu i shkrirë. Në sipërfaqen e pishinës, cilësia e saldimit është shumë e paqëndrueshme.
Saldimi me lazer me dy rreze mund të zgjidhë problemet e cilësisë së saldimit të shkaktuara nga avulli i zinkut. Një metodë është të kontrollohet koha e ekzistencës dhe shpejtësia e ftohjes së pishinës së shkrirë duke përputhur në mënyrë të arsyeshme energjinë e dy trarëve për të lehtësuar ikjen e avullit të zinkut; metoda tjetër është Lëshimi i avullit të zinkut me prerje ose brazdë. Siç tregohet në figurën 6-31, lazeri CO2 përdoret për saldim. Lazeri YAG është përballë lazerit CO2 dhe përdoret për të shpuar vrima ose për të prerë brazda. Vrimat ose brazdat e përpunuara paraprakisht sigurojnë një rrugë shpëtimi për avujt e zinkut të krijuar gjatë saldimit të mëpasshëm, duke e penguar atë të mbetet në pishinën e shkrirë dhe të krijojë defekte.
3.2 Saldimi me lazer me dy rreze të aliazhit të aluminit
Për shkak të karakteristikave të veçanta të performancës së materialeve të aliazhit të aluminit, ekzistojnë vështirësitë e mëposhtme në përdorimin e saldimit me lazer [39]: aliazhi i aluminit ka një shkallë të ulët të përthithjes së lazerit dhe reflektueshmëria fillestare e sipërfaqes së rrezeve lazer CO2 tejkalon 90%; aliazh alumini me saldim me lazer janë të lehta për t'u prodhuar Porozitet, çarje; djegia e elementeve të aliazhit gjatë saldimit, etj. Kur përdorni saldim me laser të vetëm, është e vështirë të vendosni vrimën e çelësit dhe të ruani stabilitetin. Saldimi me lazer me dy rreze mund të rrisë madhësinë e vrimës së çelësit, duke e bërë të vështirë mbylljen e vrimës së çelësit, gjë që është e dobishme për shkarkimin e gazit. Mund të zvogëlojë gjithashtu shkallën e ftohjes dhe të zvogëlojë shfaqjen e poreve dhe plasaritjet e saldimit. Meqenëse procesi i saldimit është më i qëndrueshëm dhe sasia e spërkatjes zvogëlohet, forma e sipërfaqes së saldimit e marrë nga saldimi me dy rreze të lidhjeve të aluminit është gjithashtu dukshëm më i mirë se ai i saldimit me një rreze. Figura 6-32 tregon pamjen e tegelit të saldimit të saldimit me aliazh alumini me trashësi 3 mm duke përdorur lazer me një rreze CO2 dhe saldim lazer me dy rreze.
Hulumtimet tregojnë se kur saldohet aliazh alumini 5000 me trashësi 2 mm, kur distanca midis dy trarëve është 0,6 ~ 1,0 mm, procesi i saldimit është relativisht i qëndrueshëm dhe hapja e vrimës së çelësit është më e madhe, gjë që është e favorshme për avullimin dhe ikjen e magnezit gjatë procesi i saldimit. Nëse distanca midis dy trarëve është shumë e vogël, procesi i saldimit të një trau të vetëm nuk do të jetë i qëndrueshëm. Nëse distanca është shumë e madhe, depërtimi i saldimit do të ndikohet, siç tregohet në figurën 6-33. Përveç kësaj, raporti i energjisë i dy trarëve gjithashtu ka një ndikim të madh në cilësinë e saldimit. Kur dy trarët me një hapësirë prej 0,9 mm vendosen në seri për saldim, energjia e traut të mëparshëm duhet të rritet në mënyrë të përshtatshme në mënyrë që raporti energjetik i dy trarëve para dhe pas të jetë më i madh se 1:1. Është e dobishme për të përmirësuar cilësinë e tegelit të saldimit, për të rritur zonën e shkrirjes dhe për të marrë një shtresë saldimi të lëmuar dhe të bukur kur shpejtësia e saldimit është e lartë.
3.3 Saldimi me dy rreze të pllakave me trashësi të pabarabartë
Në prodhimin industrial, shpesh është e nevojshme të bashkohen dy ose më shumë pllaka metalike me trashësi dhe forma të ndryshme për të formuar një pllakë të bashkuar. Sidomos në prodhimin e automobilave, aplikimi i boshllëqeve të salduara me rrobaqepësi po bëhet gjithnjë e më i përhapur. Me saldimin e pllakave me specifika, veshje ose veti të ndryshme sipërfaqësore, mund të rritet forca, të zvogëlohet materiali harxhues dhe të ulet cilësia. Saldimi me lazer i pllakave me trashësi të ndryshme zakonisht përdoret në saldimin e paneleve. Një problem i madh është se pllakat që do të saldohen duhet të paraformohen me skaje me precizion të lartë dhe të sigurojnë montim me saktësi të lartë. Përdorimi i saldimit me dy rreze të pllakave me trashësi të pabarabartë mund t'i përshtatet ndryshimeve të ndryshme në boshllëqet e pllakave, nyjet e prapanicës, trashësitë relative dhe materialet e pllakave. Mund të bashkojë pllaka me toleranca më të mëdha të skajeve dhe boshllëqeve dhe të përmirësojë shpejtësinë e saldimit dhe cilësinë e saldimit.
Parametrat kryesorë të procesit të saldimit të pllakave me trashësi të pabarabartë nga Shuangguangdong mund të ndahen në parametrat e saldimit dhe parametrat e pllakave, siç tregohet në figurë. Parametrat e saldimit përfshijnë fuqinë e dy rrezeve lazer, shpejtësinë e saldimit, pozicionin e fokusit, këndin e kokës së saldimit, këndin e rrotullimit të rrezes së bashkimit me dy rreze dhe kompensimin e saldimit, etj. Parametrat e tabelës përfshijnë madhësinë e materialit, performancën, kushtet e shkurtimit, boshllëqet e dërrasës , etj. Fuqia e dy rrezeve lazer mund të rregullohet veçmas sipas qëllimeve të ndryshme të saldimit. Pozicioni i fokusit zakonisht vendoset në sipërfaqen e pllakës së hollë për të arritur një proces saldimi të qëndrueshëm dhe efikas. Këndi i kokës së saldimit zakonisht zgjidhet të jetë rreth 6. Nëse trashësia e dy pllakave është relativisht e madhe, mund të përdoret një kënd pozitiv i kokës së saldimit, domethënë lazeri anohet drejt pllakës së hollë, siç tregohet në figurë; kur trashësia e pllakës është relativisht e vogël, mund të përdoret një kënd negativ i kokës së saldimit. Kompensimi i saldimit përcaktohet si distanca midis fokusit lazer dhe skajit të pllakës së trashë. Duke rregulluar kompensimin e saldimit, sasia e dhëmbëzimit të saldimit mund të reduktohet dhe mund të merret një prerje e mirë e saldimit.
Kur saldoni pllaka me boshllëqe të mëdha, mund të rrisni diametrin efektiv të ngrohjes së rrezes duke rrotulluar këndin e dyfishtë të rrezes për të marrë aftësi të mira mbushjeje të boshllëqeve. Gjerësia e majës së saldimit përcaktohet nga diametri efektiv i rrezes së dy rrezeve lazer, domethënë këndi i rrotullimit të rrezes. Sa më i madh të jetë këndi i rrotullimit, aq më i gjerë është diapazoni i ngrohjes së rrezes së dyfishtë dhe aq më e madhe është gjerësia e pjesës së sipërme të saldimit. Dy rrezet lazer luajnë role të ndryshme në procesin e saldimit. Njëra përdoret kryesisht për të depërtuar në tegel, ndërsa tjetra përdoret kryesisht për shkrirjen e materialit të pllakës së trashë për të mbushur boshllëkun. Siç tregohet në figurën 6-35, nën një kënd pozitiv të rrotullimit të rrezes (trari i përparmë vepron në pllakën e trashë, trau i pasëm vepron në saldim), trau i përparmë bie në pllakën e trashë për të ngrohur dhe shkrirë materialin, dhe në vijim Rrezja lazer krijon depërtim. Rrezja e parë e lazerit në pjesën e përparme mund të shkrijë vetëm pjesërisht pllakën e trashë, por kontribuon shumë në procesin e saldimit, sepse jo vetëm shkrin anën e pllakës së trashë për mbushje më të mirë të boshllëkut, por gjithashtu bashkon paraprakisht materialin e bashkimit në mënyrë që trarët e mëposhtëm Është më e lehtë të saldohet përmes nyjeve, duke mundësuar saldim më të shpejtë. Në saldimin me dy rreze me një kënd rrotullimi negativ (trari i përparmë vepron në saldim, dhe trau i pasmë vepron në pllakën e trashë), dy trarët kanë saktësisht efektin e kundërt. Trau i parë shkrin nyjen, dhe trau i fundit shkrin pllakën e trashë për ta mbushur atë. boshllëk. Në këtë rast, rrezja e përparme duhet të bashkohet përmes pllakës së ftohtë dhe shpejtësia e saldimit është më e ngadaltë sesa përdorimi i një këndi pozitiv të rrotullimit të rrezes. Dhe për shkak të efektit të ngrohjes paraprake të rrezes së mëparshme, rrezja e fundit do të shkrijë më shumë material pllakë të trashë nën të njëjtën fuqi. Në këtë rast, fuqia e rrezes lazer të fundit duhet të reduktohet në mënyrë të përshtatshme. Në krahasim, përdorimi i një këndi pozitiv të rrotullimit të rrezes mund të rrisë në mënyrë të përshtatshme shpejtësinë e saldimit, dhe përdorimi i një këndi negativ të rrotullimit të rrezes mund të arrijë mbushje më të mirë të boshllëkut. Figura 6-36 tregon ndikimin e këndeve të ndryshme të rrotullimit të traut në prerjen tërthore të saldimit.
3.4 Saldimi me lazer me dy rreze i pllakave të mëdha të trasha Me përmirësimin e nivelit të fuqisë lazer dhe cilësisë së rrezes, saldimi me lazer i pllakave të mëdha të trasha është bërë realitet. Megjithatë, për shkak se lazerët me fuqi të lartë janë të shtrenjta dhe saldimi i pllakave të mëdha të trasha në përgjithësi kërkon metal mbushës, ekzistojnë disa kufizime në prodhimin aktual. Përdorimi i teknologjisë së saldimit me lazer me dy rreze jo vetëm që mund të rrisë fuqinë e lazerit, por gjithashtu të rrisë diametrin efektiv të ngrohjes së rrezes, të rrisë aftësinë për të shkrirë telin e mbushësit, stabilizimin e vrimës së çelësit me lazer, përmirëson stabilitetin e saldimit dhe përmirëson cilësinë e saldimit.
Koha e postimit: 29 Prill 2024
