Επί του παρόντος, με την αύξηση της πολυπλοκότητας του αγωγού αυτοκινήτων, όλο και περισσότερα σημεία συγκόλλησης, αναπόφευκτα φέρνει πολλά προβλήματα συγκόλλησης με φλόγα, φυσικά, κάθε μέθοδος συγκόλλησης πρέπει να έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Αυτό το άρθρο για την ανάλυση της σκοπιμότητας της συγκόλλησης με λέιζερ αγωγός κλιματισμού.
Πώς να λύσετε το πρόβλημα της συγκόλλησης με λέιζερ από κράμα αλουμινίου
Σήμερα, η συγκόλληση με λέιζερ χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία μηχανουργικής κατεργασίας. Επιπλέον, η τεχνολογία λέιζερ έχει επίσης τα χαρακτηριστικά της μικρής εισόδου θερμότητας συγκόλλησης, της μικρής επιρροής της θερμότητας συγκόλλησης, της μη εύκολης παραμόρφωσης κ.λπ. Ως εκ τούτου, έχει λάβει ιδιαίτερη προσοχή στον τομέα της συγκόλλησης κράματος αλουμινίου.
Από την άλλη πλευρά, λόγω των χαρακτηριστικών επεξεργασίας του κράματος αλουμινίου, υπάρχουν ορισμένες δυσκολίες συγκόλλησης στη συγκόλληση με λέιζερ κράματος αλουμινίου. Πώς να λύσετε αυτά τα προβλήματα;
Πρόβλημα 1: Το κράμα αλουμινίου έχει χαμηλό ρυθμό απορρόφησης λέιζερ.
Αυτό το πρόβλημα οφείλεται κυρίως στο υλικό από κράμα αλουμινίου. Λόγω της υψηλής αρχικής ανακλαστικότητας και της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας του κράματος αλουμινίου στη δέσμη λέιζερ, το κράμα αλουμινίου έχει χαμηλή απορρόφηση της δέσμης λέιζερ πριν από την τήξη. Τα κράματα αλουμινίου έχουν έντονη αντανάκλαση στο φως λέιζερ λόγω της υψηλής πυκνότητας των ελεύθερων ηλεκτρονίων εντός του κράματος αλουμινίου στην κατάσταση στερεάς κατάστασης, η οποία τείνει να αλληλεπιδρά με τα φωτόνια στη δέσμη και να αντικατοπτρίζει την ενέργεια μακριά. Μελέτες έχουν δείξει ότι η ανακλαστικότητα των κραμάτων αλουμινίου είναι τόσο υψηλή όσο 90% για τα λέιζερ αερίου CO2 και κοντά στο 80% για τα στερεά λέιζερ. Ταυτόχρονα, τα κράματα αλουμινίου έχουν ισχυρή θερμική αγωγιμότητα, με αποτέλεσμα τη χαμηλή απορρόφηση του φωτός λέιζερ από τα κράματα αλουμινίου. Επομένως, πρέπει να ληφθούν κατάλληλα μέτρα για τη βελτίωση της απορρόφησης του φωτός λέιζερ από τα κράματα αλουμινίου.
Για αυτό το πρόβλημα, η λύση περιλαμβάνει κυρίως τις ακόλουθες πτυχές.
1. Επιφανειακή προεπεξεργασία υλικών από κράμα αλουμινίου. Το κράμα αλουμινίου έχει υψηλή απόκριση λέιζερ. Η κατάλληλη προεπεξεργασία της επιφάνειας του κράματος αλουμινίου, όπως η ανοδική οξείδωση, η ηλεκτρολυτική στίλβωση, η αμμοβολή, η αμμοβολή κ.λπ. μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απορρόφηση της ακτινοβολούμενης ενέργειας στην επιφάνεια. Μελέτες έχουν δείξει ότι η τάση κρυστάλλωσης του κράματος αλουμινίου μετά την αφαίρεση του φιλμ οξειδίου είναι υψηλότερη από αυτή του αρχικού κράματος αλουμινίου. Για να μην καταστρέψετε το φινίρισμα της επιφάνειας του κράματος αλουμινίου, απλοποιήστε τη διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη διαδικασία συγκόλλησης για να αυξήσετε τη θερμοκρασία επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας για να βελτιώσετε την απορρόφηση του λέιζερ από το υλικό.
2. Μειώστε το μέγεθος του σημείου και αυξήστε την πυκνότητα ισχύος λέιζερ. Με την αύξηση της πυκνότητας ισχύος λέιζερ για τη βελτίωση της απορρόφησης του κράματος αλουμινίου στο λέιζερ. Η αυξημένη πυκνότητα ισχύος λέιζερ θα κάνει τη λιωμένη δεξαμενή συγκόλλησης να δημιουργήσει ένα εφέ μικρής οπής, το οποίο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά το υλικό στον ρυθμό απορρόφησης λέιζερ.
3. Αλλάξτε τη δομή συγκόλλησης, έτσι ώστε η δέσμη λέιζερ να ανακλάται πολλές φορές στο κενό για να διευκολύνετε τη συγκόλληση με λέιζερ του κράματος αλουμινίου. Η μορφή της άρθρωσης θα επηρεάσει την απορρόφηση του λέιζερ. Η λοξότμηση και η τετράγωνη λοξότμηση ευνοούν περισσότερο τον σχηματισμό κλειδαρότρυπας από τις αρθρώσεις χωρίς λοξότμηση, έτσι ώστε η πυκνότητα ισχύος του λέιζερ να αυξάνεται και η απορρόφηση του λέιζερ από το κράμα αλουμινίου αυξάνεται.
Πρόβλημα 2: Εύκολη δημιουργία πορώδους και θερμικών ρωγμών, η διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ από κράμα αλουμινίου είναι επιρρεπής σε πορώδες και θερμικές ρωγμές.
Το πορώδες είναι το πιο συχνό και το πιο σημαντικό είδος ελαττωμάτων στη συγκόλληση με λέιζερ κράματος αλουμινίου. Οι τύποι πορώδους μπορούν να χωριστούν σε 2 κατηγορίες.
Μια κατηγορία οφείλεται στη συγκόλληση με λέιζερ κράματος αλουμινίου στη διαδικασία ψύξης, η διαλυτότητα υδρογόνου πέφτει απότομα, η περιεκτικότητα σε υδρογόνο σε κράμα αλουμινίου σε τετηγμένη κατάσταση έως {0}}.69 mL/100 g, στερεοποίηση ψύξης του κράματος αλουμινίου περιεκτικότητα σε υδρογόνο 0,036 mL/100g, καθίζηση υπερκορεσμένου υδρογόνου και σχηματισμός πόρων υδρογόνου. Επιπλέον, υπάρχει ένα στρώμα μεμβράνης οξειδίου στην επιφάνεια του κράματος αλουμινίου και το κρυσταλλικό νερό στην επιφάνεια του κράματος αλουμινίου, ο αέρας και η υγρασία στο προστατευτικό αέριο αποσυντίθενται απευθείας σε υδρογόνο κατά τη συγκόλληση. Αυτοί οι πόροι υδρογόνου στη διαδικασία ταχείας ψύξης της συγκόλλησης λέιζερ από κράμα αλουμινίου για να διαφύγουν και να παραμείνουν στη συγκόλληση για να σχηματίσουν πόρους υδρογόνου.
Μια άλλη κατηγορία οφείλεται στη διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ που παράγεται από την αστάθεια και την κατάρρευση της κλειδαρότρυπας, το υγρό μέταλλο αργεί πολύ να γεμίσει τις τρύπες που σχηματίζονται. Το υπερβολικό πορώδες θα μειώσει την πυκνότητα της συγκόλλησης, θα μειώσει τη φέρουσα ικανότητα του συνδέσμου και θα κάνει τη δύναμη και την πλαστικότητα του συνδέσμου να έχουν διαφορετικούς βαθμούς μείωσης.
Μειώστε τη συγκόλληση με λέιζερ από κράμα αλουμινίου στα ελαττώματα πορώδους σε διάφορα μέτρα, όπως αλλαγή της διαδρομής βάδισης της δέσμης λέιζερ, χρήση ταλάντωσης δέσμης στη λιωμένη λίμνη για ανάδευση, αύξηση της πιθανότητας διαφυγής πορώδους από την επιφάνεια, χρήση Το σύρμα πλήρωσης ή η σκόνη κράματος πλήρωσης, καθώς και η χρήση τεχνολογίας διπλού σημείου και σύνθετης συγκόλλησης με λέιζερ και άλλα μέτρα μπορούν να επιτευχθούν για τη μείωση της επίδρασης του πορώδους, αλλά είναι δύσκολο να εξαλειφθεί από τη ρίζα. Η θερμική αγωγιμότητα του αλουμινίου είναι σχετικά καλή, σύμφωνα με το υλικό του κράματος αλουμινίου, το πάχος και την κατάσταση της επιφάνειας στη διαδικασία συγκόλλησης για τη ρύθμιση της κυματομορφής ισχύος λέιζερ. Όπως φαίνεται στο σχήμα πριν από την άκρη της κυματομορφής για συγκόλληση, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί πριν από την προθέρμανση μετά τη μόνωση κυματομορφή για συγκόλληση, είναι να μειωθεί το σημείο εμφύσησης και το πορώδες διαδραματίζουν κάποιο ρόλο. Μπορεί να μειώσει την ασταθή κατάρρευση των πόρων, να αλλάξει τη γωνία ακτινοβολίας της δέσμης λέιζερ και να εφαρμόσει μαγνητικό πεδίο στη συγκόλληση, αλλά μπορεί επίσης να ελέγξει αποτελεσματικά τους πόρους που παράγονται κατά τη διαδικασία συγκόλλησης.
Οι λόγοι για τη θερμική ρωγμή στη συγκόλληση με λέιζερ από κράμα αλουμινίου σχετίζονται κυρίως με τα δικά της χαρακτηριστικά και τη διαδικασία συγκόλλησης. Η συρρίκνωση στερεοποίησης του κράματος αλουμινίου (έως 5%), η τάση συγκόλλησης και η παραμόρφωση και το μέταλλο συγκόλλησης στην κρυστάλλωση κατά μήκος των ορίων των κόκκων θα παράγουν μια ευτηκτική οργάνωση χαμηλού σημείου τήξης, έτσι ώστε τα όρια κόκκων της δύναμης σύνδεσης να εξασθενούν στην τάση εφελκυσμού υπό τη δράση του σχηματισμού καυτών ρωγμών.
Η υιοθέτηση της μεθόδου πλήρωσης σκόνης σύρματος ή κράματος μπορεί να μειώσει την τάση της θερμής ρωγμής και ο έλεγχος της ταχύτητας θέρμανσης και ψύξης με προσαρμογή των παραμέτρων της διαδικασίας συγκόλλησης μπορεί επίσης να μειώσει την τάση θερμής ρωγμής. Όταν χρησιμοποιείτε λέιζερ YAG, η είσοδος θερμότητας μπορεί να ελεγχθεί προσαρμόζοντας την κυματομορφή του παλμού για να ελαχιστοποιηθεί το ράγισμα των κρυστάλλων.
Πρόβλημα 3: Μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων των συγκολλημένων συνδέσμων - μαλάκωμα
Η απώλεια στοιχείων κράματος κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης μειώνει τις μηχανικές ιδιότητες των συγκολλημένων συνδέσμων από κράμα αλουμινίου.
«Μαλάκυνση» είναι το φαινόμενο της μειωμένης αντοχής και σκληρότητας των συγκολλημένων αρμών. Όταν χρησιμοποιούνται αρμοί από κράμα αλουμινίου με συγκόλληση με λέιζερ, ο ιστός συγκόλλησης και η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα των συγκολλημένων αρμών έχουν το ίδιο πρόβλημα μαλάκυνσης. Ένας μεγάλος αριθμός μελετών έχει δείξει ότι το φαινόμενο μαλάκυνσης της συγκόλλησης κράματος αλουμινίου είναι δύσκολο να εξαλειφθεί θεμελιωδώς, αλλά σε σύγκριση με τη συγκόλληση με θωράκιση αερίου, τη συγκόλληση με λέιζερ λόγω μειωμένης εισόδου θερμότητας, έτσι ώστε η ζώνη μαλακώματος συγκόλλησης να είναι στενότερη. Η συγκόλληση με λέιζερ από κράμα αλουμινίου και η συγκόλληση με αέριο με ηλεκτρόδιο τήξης σε σύγκριση με τις συγκολλημένες αρθρώσεις με λέιζερ, ο βαθμός "μαλάκυνσης" είναι χαμηλότερος και η αντοχή σε εφελκυσμό με την αύξηση της ταχύτητας συγκόλλησης και την αύξηση. Το πλάσμα στη διαδικασία συγκόλλησης της επίδρασης της ενέργειας ιονισμού του στοιχείου αλουμινίου είναι χαμηλή, η συγκόλληση με λέιζερ είναι πιο πιθανό να σχηματίσει μεταλλικό πλάσμα, πλάσμα που προκαλείται από διάθλαση λέιζερ, εκτροπή, αλλάζοντας έτσι το εστιακό σημείο της θέσης της δέσμης λέιζερ, έτσι ότι ο λόγος βάθους συγκόλλησης μειώνεται, επηρεάζοντας την ποιότητα των συγκολλημένων αρμών. Υιοθετήστε τη μέθοδο της προ-τοποθετημένης σκόνης στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας για να μειώσετε τη διαστολή του πλάσματος στην κατεύθυνση ύψους του άλματος, έτσι ώστε το πλάσμα στην επιφάνεια του τεμαχίου να μπορεί να διατηρήσει τη σχετική σταθερότητα του πλάτους άλματος.
Οι ασταθείς πόροι στη διαδικασία συγκόλλησης από κράμα αλουμινίου οδηγούν σε μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων του συγκολλημένου αρμού. Το κράμα αλουμινίου περιλαμβάνει κυρίως Zn, Mg και Al. Στη διαδικασία συγκόλλησης, το σημείο βρασμού του αλουμινίου είναι υψηλότερο από τα άλλα δύο στοιχεία. Ως εκ τούτου, ορισμένα στοιχεία κράματος με χαμηλά σημεία βρασμού μπορούν να προστεθούν κατά τη συγκόλληση στοιχείων από κράμα αλουμινίου, γεγονός που ευνοεί το σχηματισμό μικρών οπών και τη σταθερότητα της συγκόλλησης.
Τεχνολογία συγκόλλησης λέιζερ δύο κραμάτων αλουμινίου
1 αυτοτήκουσα συγκόλληση λέιζερ από κράμα αλουμινίου
Η συγκόλληση αυτο-τήξης με λέιζερ αναφέρεται στη δέσμη λέιζερ υψηλής ενεργειακής πυκνότητας ως πηγή θερμότητας, πρόσκρουση στην επιφάνεια του υλικού βάσης, έτσι ώστε το ίδιο το υλικό βάσης να λιώνει, ο σχηματισμός συγκολλημένων αρμών μέθοδος συγκόλλησης. Για τη συγκόλληση με λέιζερ κράματος αλουμινίου, η επιφάνεια κράματος αλουμινίου της ανακλαστικότητας λέιζερ είναι υψηλή, η συγκόλληση απαιτεί μεγαλύτερη ισχύ λέιζερ. Η διάμετρος κηλίδας λέιζερ είναι μικρή, οι απαιτήσεις ακρίβειας του εργαλείου συγκόλλησης είναι υψηλές, η τιμή ανοχής του κενού εξαρτημάτων είναι χαμηλή, συνήθως απαιτεί την τιμή του διακένου εξαρτημάτων 0.2 χιλιοστά τα ακόλουθα. η διαδικασία συγκόλλησης της ταχύτητας θέρμανσης και ψύξης, ελαττώματα πορώδους συγκόλλησης, η πυκνότητα ενέργειας λέιζερ συγκεντρώνεται, το φαινόμενο της κλειδαρότρυπας οδηγεί εύκολα στην κοίλη συγκόλληση και το φαινόμενο των άκρων δαγκώματος. Το φαινόμενο της ακμής δαγκώματος, επομένως, οι παράμετροι της διαδικασίας συγκόλλησης έχουν υψηλές απαιτήσεις. Η συγκόλληση αυτο-τήξης με λέιζερ στη συγκόλληση κράματος αλουμινίου αντανακλά τα πλεονεκτήματα της καλής ποιότητας συγκόλλησης, της γρήγορης ταχύτητας συγκόλλησης και του εύκολου αυτοματισμού και χρησιμοποιείται ευρέως στην αυτοκινητοβιομηχανία. Στη βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων, η σφράγιση του κελύφους της μπαταρίας ισχύος χρησιμοποιείται κυρίως στη συγκόλληση με λέιζερ από κράμα αλουμινίου. Ένα νέο ενεργειακό όχημα επιχειρήσεων στο σώμα αλουμινίου, το συγκρότημα πόρτας και το πλάι των δομικών στοιχείων της συγκόλλησης χρησιμοποιείται επίσης στη συγκόλληση με λέιζερ κράματος αλουμινίου.
2 Συγκόλληση σύρματος πλήρωσης λέιζερ από κράμα αλουμινίου
Η συγκόλληση σύρματος πλήρωσης λέιζερ στο λέιζερ εξακολουθεί να είναι η κύρια πηγή θερμότητας για την τήξη του συγκολλημένου μετάλλου, αλλά η χρήση της αυτόματης συσκευής τροφοδοσίας καλωδίων στη λιωμένη πισίνα τροφοδοτείται συνεχώς στο μέταλλο πλήρωσης για να επιτευχθεί η διαδικασία μεταλλουργικής σύνδεσης. Σε σύγκριση με την αυτοτήκουσα συγκόλληση με λέιζερ, η συγκόλληση με σύρμα πλήρωσης με λέιζερ χαλαρώνει τις απαιτήσεις της ακρίβειας του κενού της διαδικασίας συγκόλλησης, γεμίζοντας το σύρμα διαφορετικών συνθέσεων, για τη βελτίωση των μεταλλουργικών ιδιοτήτων της συγκόλλησης, για την πρόληψη της δημιουργίας θερμικών ρωγμών συγκόλλησης και πορώδους , και για τη βελτίωση της σταθερότητας της διαδικασίας συγκόλλησης και των μηχανικών ιδιοτήτων των αρμών.
Η συγκόλληση με σύρμα πλήρωσης λέιζερ από κράμα αλουμινίου έχει τα χαρακτηριστικά της καλής ποιότητας εμφάνισης, η ακρίβεια του κενού διαδικασίας είναι πιο χαλαρή από τη συγκόλληση με λέιζερ κ.λπ. Συνήθως εφαρμόζεται στην επιφάνεια εμφάνισης του σώματος, όπως μεταξύ του επάνω καλύμματος και του πλευρικού περιβλήματος , και μεταξύ του επάνω και του κάτω πάνελ της εξωτερικής πλάκας του καλύμματος του χώρου αποσκευών. Υπάρχουν επίσης ορισμένα μοντέλα προκειμένου να επιτευχθεί υψηλότερη ποιότητα συγκόλλησης και η χρήση συγκόλλησης με σύρμα πλήρωσης λέιζερ για τη συγκόλληση θυρών από κράμα αλουμινίου.
3 κράμα αλουμινίου σύνθετη συγκόλληση λέιζερ - τόξου
Η συγκόλληση με λέιζερ - τόξο είναι τα είδη φυσικών ιδιοτήτων με λέιζερ και τόξο 2, ο μηχανισμός μεταφοράς ενέργειας είναι πολύ διαφορετικός από το σύνθετο υλικό πηγής θερμότητας και μαζί στο ρόλο του συγκολλημένου τεμαχίου εργασίας, όχι μόνο δίνουν πλήρες παιχνίδι στα 2 είδη θερμότητας πηγή των αντίστοιχων πλεονεκτημάτων τους, αλλά και να καλύψουν τις ελλείψεις του άλλου. Στη συγκόλληση με λέιζερ - σύνθετο τόξο από κράμα αλουμινίου, το τόξο μπορεί να καθοδηγήσει την πηγή θερμότητας λέιζερ, να βελτιώσει το κράμα αλουμινίου στην ικανότητα απορρόφησης λέιζερ και τη χρήση ενέργειας της διαδικασίας συγκόλλησης και τη διαμόρφωση της επιφάνειας συγκόλλησης από την αυτο-τήξη με λέιζερ. Επιπλέον, η εισαγωγή του τόξου μπορεί να μειώσει σημαντικά την ακρίβεια στερέωσης του συγκολλημένου τεμαχίου εργασίας, ενώ το τόξο έχει επίδραση αραίωσης στο πλάσμα συγκόλλησης με λέιζερ, το οποίο μπορεί να μειώσει την επίδραση θωράκισης του πλάσματος στο λέιζερ. Το λέιζερ παίζει σημαντικό ρόλο στη σταθεροποίηση του τόξου, έτσι ώστε το τόξο να μπορεί να σταθεροποιηθεί σε συγκόλληση υψηλής ταχύτητας στον σύνδεσμο, κάτι που μπορεί να βελτιώσει την ποιότητα συγκόλλησης του αρμού και να αυξήσει την ταχύτητα συγκόλλησης.
συμπέρασμα
Ενεργειακή πυκνότητα δέσμης συγκόλλησης λέιζερ από κράμα αλουμινίου έως 109W/cm2, ταυτόχρονα έχει τα πλεονεκτήματα της συγκεντρωμένης θέρμανσης, της θερμικής βλάβης, της αναλογίας βάθους και πλάτους συγκόλλησης, παραμόρφωσης συγκόλλησης κ.λπ., η διαδικασία συγκόλλησης είναι εύκολη στην ενσωμάτωση, αυτοματοποίηση, ευελιξία , μπορεί να επιτευχθεί συγκόλληση υψηλής ταχύτητας και υψηλής ακρίβειας και η διαδικασία συγκόλλησης δεν απαιτεί περιβάλλον κενού, δεν παράγει ακτίνες Χ, ιδιαίτερα κατάλληλη για συγκόλληση υψηλής ακρίβειας σύνθετων κατασκευών. Το πιο ελκυστικό χαρακτηριστικό της συγκόλλησης με λέιζερ αλουμινίου είναι η υψηλή απόδοση και για να δοθεί πλήρης απόδοση σε αυτή την υψηλή απόδοση, είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί στο μεγάλο πάχος της συγκόλλησης βαθιάς σύντηξης. Επομένως, η έρευνα και η εφαρμογή λέιζερ υψηλής ισχύος για συγκόλληση βαθιάς σύντηξης μεγάλου πάχους θα είναι η αναπόφευκτη τάση της μελλοντικής ανάπτυξης. Η συγκόλληση με βαθιά σύντηξη μεγάλου πάχους υπογραμμίζει το φαινόμενο των οπών καρφίτσας και την επίδρασή του στο πορώδες της συγκόλλησης, έτσι ο μηχανισμός σχηματισμού και ο έλεγχος των οπών καρφίτσας γίνονται όλο και πιο δημοφιλής και θα γίνει ένα καυτό θέμα γενικής ανησυχίας και έρευνας στη βιομηχανία.
Η βελτίωση της σταθερότητας της διαδικασίας συγκόλλησης με λέιζερ, ο σχηματισμός και η ποιότητα συγκόλλησης είναι οι επιδιωκόμενοι στόχοι. Ως εκ τούτου, οι νέες τεχνολογίες όπως η σύνθετη διαδικασία τόξου λέιζερ, η συγκόλληση με λέιζερ με σύρμα πλήρωσης, η συγκόλληση με λέιζερ με μη προκαθορισμένη σκόνη, η τεχνολογία διπλής εστίασης, η διαμόρφωση δέσμης κ.λπ. θα βελτιωθούν και θα αναπτυχθούν περαιτέρω.
