Metoda e saldimit me dy rreze është propozuar, kryesisht për të zgjidhur përshtatshmërinë esaldim me lazerPër saktësinë e montimit, përmirësimin e stabilitetit të procesit të saldimit dhe përmirësimin e cilësisë së saldimit, veçanërisht për saldimin me pllaka të holla dhe saldimin me lidhje alumini. Saldimi me lazer me rreze të dyfishtë mund të përdorë metoda optike për të ndarë të njëjtin lazer në dy rreze të veçanta drite për saldim. Gjithashtu mund të përdorë dy lloje të ndryshme lazerësh për t'i kombinuar, lazer CO2, lazer Nd:YAG dhe lazer gjysmëpërçues me fuqi të lartë. Mund të kombinohen. Duke ndryshuar energjinë e rrezes, hapësirën midis rrezeve dhe madje edhe modelin e shpërndarjes së energjisë së dy rrezeve, fusha e temperaturës së saldimit mund të rregullohet në mënyrë të përshtatshme dhe fleksibile, duke ndryshuar modelin e ekzistencës së vrimave dhe modelin e rrjedhës së metalit të lëngshëm në pellgun e shkrirë, duke ofruar një zgjidhje më të mirë për procesin e saldimit. Hapësira e gjerë e zgjedhur është e pakrahasueshme me saldimin me lazer me një rreze. Jo vetëm që ka avantazhet e depërtimit të madh të saldimit me lazer, shpejtësisë së lartë dhe saktësisë së lartë, por gjithashtu ka përshtatshmëri të madhe ndaj materialeve dhe nyjeve që janë të vështira për t'u salduar me saldim konvencional me lazer.
Parimi isaldim me lazer me rreze të dyfishtë
Saldimi me rreze të dyfishtë do të thotë përdorimi i dy rrezeve lazer në të njëjtën kohë gjatë procesit të saldimit. Rregullimi i rrezes, hapësira e rrezes, këndi midis dy rrezeve, pozicioni i fokusimit dhe raporti i energjisë së dy rrezeve janë të gjitha cilësime të rëndësishme në saldimin me lazer me rreze të dyfishtë. Normalisht, gjatë procesit të saldimit, në përgjithësi ka dy mënyra për të rregulluar rrezet e dyfishta. Siç tregohet në figurë, njëra është rregulluar në seri përgjatë drejtimit të saldimit. Ky rregullim mund të zvogëlojë shkallën e ftohjes së pellgut të shkrirë. Zvogëlon tendencën e ngurtësimit të saldimit dhe gjenerimin e poreve. Tjetra është vendosja e tyre krah për krah ose në mënyrë tërthore në të dyja anët e saldimit për të përmirësuar përshtatshmërinë ndaj boshllëkut të saldimit.
Parimi i saldimit me lazer me rreze të dyfishtë
Saldimi me rreze të dyfishtë do të thotë përdorimi i dy rrezeve lazer në të njëjtën kohë gjatë procesit të saldimit. Rregullimi i rrezes, hapësira e rrezes, këndi midis dy rrezeve, pozicioni i fokusimit dhe raporti i energjisë së dy rrezeve janë të gjitha cilësime të rëndësishme në saldimin me lazer me rreze të dyfishtë. Normalisht, gjatë procesit të saldimit, në përgjithësi ka dy mënyra për të rregulluar rrezet e dyfishta. Siç tregohet në figurë, njëra është rregulluar në seri përgjatë drejtimit të saldimit. Ky rregullim mund të zvogëlojë shkallën e ftohjes së pellgut të shkrirë. Zvogëlon tendencën e ngurtësimit të saldimit dhe gjenerimin e poreve. Tjetra është vendosja e tyre krah për krah ose në mënyrë tërthore në të dyja anët e saldimit për të përmirësuar përshtatshmërinë ndaj boshllëkut të saldimit.
Për një sistem saldimi me lazer me rreze të dyfishtë të rregulluar në mënyrë tandem, 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 midis dy rrezeve të dritës është relativisht e madhe. Një rreze drite ka një dendësi më të madhe energjie dhe përqendrohet në sipërfaqen e copës së punës për të krijuar vrima çelësi gjatë saldimit; rrezja tjetër e dritës ka një dendësi më të vogël energjie. Përdoret vetëm si burim nxehtësie për trajtimin termik para ose pas saldimit. Duke përdorur këtë mekanizëm saldimi, shkalla e ftohjes së pishinës së saldimit mund të kontrollohet brenda një diapazoni të caktuar, gjë që është e dobishme për saldimin e disa materialeve me ndjeshmëri të lartë ndaj çarjeve, siç janë çeliku me karbon të lartë, çeliku i lidhur, etj., dhe gjithashtu mund të përmirësojë fortësinë e saldimit.
2. Në llojin e dytë të mekanizmit të saldimit, distanca e fokusit midis dy rrezeve të dritës është relativisht e vogël. Dy rrezet e dritës prodhojnë dy vrima çelësi të pavarura në një pellg saldimi, të cilat ndryshojnë modelin e rrjedhjes së metalit të lëngshëm dhe ndihmojnë në parandalimin e bllokimit. Mund të eliminojë shfaqjen e defekteve të tilla si skajet dhe fryrjet e rruazave të saldimit dhe të përmirësojë formimin e saldimit.
3. Në llojin e tretë të mekanizmit të saldimit, distanca midis 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 të vetme, për shkak se madhësia e vrimës së çelësit bëhet më e madhe dhe nuk është e lehtë për t'u mbyllur, procesi i saldimit është më i qëndrueshëm dhe gazi është më i lehtë për t'u shkarkuar, gjë që është e dobishme për të zvogëluar poret dhe spërkatjet, dhe për të marrë saldime të vazhdueshme, uniforme dhe të bukura.
Gjatë procesit të saldimit, dy rrezet lazer mund të bëhen gjithashtu në një kënd të caktuar me njëra-tjetrën. Mekanizmi i saldimit është i ngjashëm me mekanizmin paralel të saldimit me rreze të dyfishtë. Rezultatet e testimit tregojnë se duke përdorur dy OO me fuqi të lartë me një kënd prej 30° me njëra-tjetrën dhe një distancë prej 1~2 mm, rrezja lazer mund të arrijë 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 zbatimet 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 lazer me rreze të dyfishtë
Marrja e rrezeve të dyfishta mund të arrihet duke kombinuar dy rreze lazeri të ndryshme, ose një rreze lazeri mund të ndahet në dy rreze lazeri për saldim duke përdorur një sistem spektrometrie optike. Për të ndarë një rreze drite në dy rreze lazeri paralele me fuqi të ndryshme, mund të përdoret një spektroskop ose ndonjë sistem optik i veçantë. Figura tregon dy diagrama skematike të parimeve të ndarjes së dritës duke përdorur pasqyra fokusuese si ndarës rrezesh.
Përveç kësaj, një reflektor mund të përdoret edhe si ndarës rrezesh, dhe reflektori i fundit në rrugën optike mund të përdoret si ndarës rrezesh. Ky lloj reflektori quhet edhe reflektor i tipit çati. Sipërfaqja e tij reflektuese nuk është një sipërfaqe e sheshtë, por përbëhet nga dy plane. Vija 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, merren dy rreze drite në një distancë të caktuar në sipërfaqen e copës së punës. Duke ndryshuar këndin midis dy sipërfaqeve reflektuese dhe pozicionin e çatisë, mund të merren rreze drite të ndara me distanca dhe rregullime të ndryshme fokusimi.
Kur përdoren dy lloje të ndryshme tërreze lazeri tPër të formuar një rreze të dyfishtë, ka shumë kombinime. Një lazer CO2 me cilësi të lartë me një shpërndarje energjie Gausian mund të përdoret për punën kryesore të saldimit, dhe një lazer gjysmëpërçues me një shpërndarje energjie drejtkëndëshe 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 të nyjeve, një fushë temperature e rregullueshme 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 mund të kombinohen gjithashtu në një rreze të dyfishtë për saldim, lazeri i vazhdueshëm dhe lazeri pulsues mund të kombinohen për saldim, dhe rrezja e fokusuar dhe rrezja e defokusuar mund të kombinohen gjithashtu për saldim.
7. Parimi i saldimit me lazer me rreze të dyfishtë
3.1 Saldim me lazer me rreze të dyfishtë i fletëve të galvanizuara
Fleta e 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 avujsh zinku, duke bërë që procesi i saldimit të jetë i paqëndrueshëm, duke formuar pore në saldim. Për nyjet e mbështjella, avullimi i shtresës së galvanizuar jo vetëm që ndodh në sipërfaqet e sipërme dhe të poshtme, por ndodh edhe në sipërfaqen e nyjes. Gjatë procesit të saldimit, avujt e zinkut nxirren shpejt nga sipërfaqja e pishinës së shkrirë në disa zona, ndërsa në zona të tjera është e vështirë që avujt e zinkut të dalin nga pishina e shkrirë. Në sipërfaqen e pishinës, cilësia e saldimit është shumë e paqëndrueshme.
Saldimi me lazer me rreze të dyfishtë mund të zgjidhë problemet e cilësisë së saldimit të shkaktuara nga avujt e zinkut. Një metodë është të kontrollohet koha e ekzistencës dhe shkalla e ftohjes së pellgut të shkrirë duke përputhur në mënyrë të arsyeshme energjinë e dy rrezeve për të lehtësuar daljen e avujve të zinkut; metoda tjetër është çlirimi i avujve të zinkut me anë të shpimit paraprak ose kanalizimit. Siç tregohet në Figurën 6-31, lazeri CO2 përdoret për saldim. Lazeri YAG është përpara lazerit CO2 dhe përdoret për të shpuar vrima ose për të prerë kanale. Vrimat ose kanalet e para-përpunuara ofrojnë një rrugë daljeje për avujt e zinkut të gjeneruar gjatë saldimit pasues, duke e parandaluar atë të mbetet në pellgun e shkrirë dhe të formojë defekte.
3.2 Saldim me lazer me rreze të dyfishtë i aliazhit të aluminit
Për shkak të karakteristikave të veçanta të performancës së materialeve të lidhjeve të aluminit, ekzistojnë vështirësitë e mëposhtme në përdorimin e saldimit me lazer [39]: lidhja e aluminit ka një shkallë të ulët thithjeje të lazerit, dhe reflektiviteti fillestar i sipërfaqes së rrezes së lazerit CO2 tejkalon 90%; shtresat e saldimit me lazer të lidhjeve të aluminit janë të lehta për t'u prodhuar: porozitet, çarje; djegie e elementëve të lidhjeve gjatë saldimit, etj. Kur përdoret saldimi me një lazer të vetëm, është e vështirë të vendoset vrima e çelësit dhe të ruhet stabiliteti. Saldimi me lazer me rreze të dyfishtë 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. Gjithashtu mund të zvogëlojë shkallën e ftohjes dhe të zvogëlojë shfaqjen e poreve dhe çarjeve të saldimit. Meqenëse procesi i saldimit është më i qëndrueshëm dhe sasia e spërkatjes zvogëlohet, forma e sipërfaqes së saldimit e marrë nga saldimi me rreze të dyfishtë të lidhjeve të aluminit është gjithashtu dukshëm më e mirë se ajo e saldimit me një rreze të vetme. Figura 6-32 tregon pamjen e shtresës së saldimit të saldimit me anë të një lidhjeje alumini me trashësi 3 mm duke përdorur lazer CO2 me një rreze të vetme dhe saldim me lazer me dy rreze.
Hulumtimet tregojnë se kur saldohet një aliazh alumini serie 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 formuar e vrimës së çelësit është më e madhe, gjë që favorizon avullimin dhe daljen e magnezit gjatë procesit të saldimit. Nëse distanca midis dy trarëve është shumë e vogël, procesi i saldimit të një trari 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 së dy trarëve gjithashtu ka një ndikim të madh në cilësinë e saldimit. Kur dy trarët me një hapësirë prej 0.9 mm janë rregulluar në seri për saldim, energjia e trarit të mëparshëm duhet të rritet në mënyrë të përshtatshme në mënyrë që raporti i energjisë së 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 ende një tegel saldimi të lëmuar dhe të bukur kur shpejtësia e saldimit është e lartë.
3.3 Saldim me rreze të dyfishtë të pllakave me trashësi të pabarabartë
Në prodhimin industrial, shpesh është e nevojshme të saldohen 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 porosi po bëhet gjithnjë e më i përhapur. Duke salduar pllaka me specifikime, veshje sipërfaqësore ose veti të ndryshme, mund të rritet forca, të zvogëlohen materialet e konsumueshme dhe të ulet cilësia. Saldimi me lazer i pllakave me trashësi të ndryshme përdoret zakonisht në saldimin e paneleve. Një problem i madh është se pllakat që do të saldohen duhet të parapërgatiten me skaje me precizion të lartë dhe të sigurojnë montim me precizion të lartë. Përdorimi i saldimit me rreze të dyfishtë të pllakave me trashësi të pabarabartë mund të përshtatet me ndryshime të ndryshme në boshllëqet e pllakave, nyjet e prapme, trashësitë relative dhe materialet e pllakave. Mund të saldojë 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 parametra saldimi dhe parametra të pllakës, 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 të dyfishtë me rreze dhe zhvendosjen e saldimit, etj. Parametrat e pllakës përfshijnë madhësinë e materialit, performancën, kushtet e prerjes, boshllëqet e pllakës, etj. Fuqia e dy rrezeve lazer mund të rregullohet veçmas sipas qëllimeve të ndryshme të saldimit. Pozicioni i fokusit përgjithësisht ndodhet 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. Zhvendosja e saldimit përcaktohet si distanca midis fokusit të lazerit dhe skajit të pllakës së trashë. Duke rregulluar zhvendosjen e saldimit, sasia e gropëzës së saldimit mund të zvogëlohet dhe mund të merret një prerje tërthore e mirë e saldimit.
Kur saldoni pllaka me boshllëqe të mëdha, mund të rrisni diametrin efektiv të ngrohjes së rrezes duke rrotulluar këndin e rrezes së dyfishtë për të marrë aftësi të mira mbushjeje të boshllëqeve. Gjerësia e pjesës së sipërme të saldimit përcaktohet nga diametri efektiv i rrezes së dy rrezeve lazer, domethënë nga 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 shtresë, ndërsa tjetra përdoret kryesisht për të shkrirë materialin e trashë të pllakës për të mbushur boshllëkun. Siç tregohet në Figurën 6-35, nën një kënd pozitiv rrotullimi të rrezes (rrezja e përparme vepron në pllakën e trashë, rrezja e pasme vepron në saldim), rrezja e përparme bie në pllakën e trashë për të ngrohur dhe shkrirë materialin, dhe në të dytin rrezja lazer krijon depërtim. Rrezja e parë lazer në pjesën e përparme mund ta shkrijë vetëm pjesërisht pllakën e trashë, por kontribuon shumë në procesin e saldimit, sepse jo vetëm që shkrin anën e pllakës së trashë për një mbushje më të mirë të boshllëqeve, por gjithashtu bashkon paraprakisht materialin e bashkimit në mënyrë që trarët pasues të jenë më të lehtë për t'u salduar përmes nyjeve, duke lejuar saldim më të shpejtë. Në saldimin me rreze të dyfishtë me një kënd rrotullimi negativ (rrezja e përparme vepron në saldim dhe rrezja e pasme vepron në pllakën e trashë), të dy rrezet kanë pikërisht efektin e kundërt. Rrezja e parë shkrin bashkimin, dhe rrezja e dytë shkrin pllakën e trashë për ta mbushur atë boshllëk. Në këtë rast, rrezja e përparme kërkohet të saldohet përmes pllakës së ftohtë, dhe shpejtësia e saldimit është më e ngadaltë sesa përdorimi i një këndi rrotullimi pozitiv të rrezes. Dhe për shkak të efektit të parangrohjes së rrezes së mëparshme, rrezja e dytë do të shkrijë më shumë material të trashë të pllakës nën të njëjtën fuqi. Në këtë rast, fuqia e rrezes së dytë lazer duhet të reduktohet në mënyrë të përshtatshme. Në krahasim, përdorimi i një këndi rrotullimi pozitiv të rrezes mund të rrisë në mënyrë të përshtatshme shpejtësinë e saldimit, dhe përdorimi i një këndi rrotullimi negativ të rrezes mund të arrijë mbushje më të mirë të boshllëqeve. Figura 6-36 tregon ndikimin e këndeve të ndryshme të rrotullimit të trarit në prerjen tërthore të saldimit.
3.4 Saldimi me lazer me rreze të dyfishtë i pllakave të mëdha të trasha Me përmirësimin e nivelit të fuqisë së lazerit 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 shtrenjtë dhe saldimi i pllakave të mëdha të trasha në përgjithësi kërkon metal mbushës, ka disa kufizime në prodhimin aktual. Përdorimi i teknologjisë së saldimit me lazer me rreze të dyfishtë jo vetëm që mund të rrisë fuqinë e lazerit, por edhe të rrisë diametrin efektiv të ngrohjes së rrezes, të rrisë aftësinë për të shkrirë telin mbushës, të stabilizojë vrimën e çelësit të lazerit, të përmirësojë stabilitetin e saldimit dhe të përmirësojë cilësinë e saldimit.
Koha e postimit: 29 Prill 2024
