Dibandhingake karo teknologi welding tradisional,welding laserwis kaluwihan unparalleled ing akurasi welding, efficiency, linuwih, automation lan aspèk liyane. Ing taun-taun pungkasan, wis berkembang kanthi cepet ing bidang mobil, energi, elektronik lan lapangan liyane, lan dianggep minangka salah sawijining teknologi manufaktur sing paling njanjeni ing abad kaping 21.
1. Ringkesan dobel-beamwelding laser
Dobel-beamwelding laseryaiku nggunakake cara optik kanggo misahake laser sing padha dadi rong sinar cahya sing kapisah kanggo welding, utawa nggunakake rong jinis laser kanggo gabungke, kayata laser CO2, Nd: laser YAG lan laser semikonduktor daya dhuwur. Kabeh bisa digabungake. Iki diusulake utamane kanggo ngatasi adaptasi welding laser kanggo akurasi perakitan, nambah stabilitas proses welding, lan nambah kualitas weld. Dobel-beamwelding laserbisa kanthi gampang lan fleksibel nyetel lapangan suhu welding kanthi ngganti rasio energi beam, jarak beam, lan malah pola distribusi energi saka rong sinar laser, ngganti pola orane saka keyhole lan pola aliran logam cair ing blumbang molten. Nyedhiyani pilihan saka pangolahan welding luwih akeh. Ora mung nduweni kaluwihan gedhewelding laserseng nembus, kacepetan cepet lan tliti dhuwur, nanging uga cocok kanggo bahan lan joints sing angel kanggo las karo conventional.welding laser.
Kanggo dobel-beamwelding laser, kita pisanan ngrembug cara implementasine laser sinar pindho. Literatur komprehensif nuduhake yen ana rong cara utama kanggo entuk welding sinar ganda: fokus transmisi lan fokus refleksi. Khusus, siji bisa digayuh kanthi nyetel sudut lan jarak rong laser liwat pangilon fokus lan pangilon collimating. Sing liyane digayuh kanthi nggunakake sumber laser lan banjur fokus liwat pangilon sing nggambarake, pangilon transmissive lan pangilon berbentuk baji kanggo entuk sinar ganda. Kanggo cara pisanan, ana telung wangun. Wangun pisanan yaiku kanggo pasangan loro laser liwat serat optik lan dipérang dadi rong balok beda ing pangilon collimating padha lan pangilon fokus. Kapindho yaiku loro sinar laser output laser liwat kepala welding pamilike, lan sinar pindho dibentuk kanthi nyetel posisi spasial saka kepala welding. Cara katelu iku sinar laser pisanan pamisah liwat loro mirrors 1 lan 2, lan banjur fokus dening loro mirrors fokus 3 lan 4 mungguh. Posisi lan jarak antarane rong titik fokus bisa diatur kanthi nyetel sudut saka rong cermin fokus 3 lan 4. Cara liya yaiku nggunakake laser solid-state kanggo pamisah cahya kanggo entuk sinar dual, lan nyetel sudut lan jarak liwat pangilon perspektif lan pangilon fokus. Rong gambar pungkasan ing baris pisanan ing ngisor iki nuduhake sistem spektroskopi laser CO2. Pangilon warata diganti karo pangilon sing bentuke baji lan diselehake ing ngarep pangilon fokus kanggo pamisah cahya kanggo entuk cahya paralel sinar ganda.
Sawise ngerti implementasine balok ganda, ayo ngenalake prinsip lan metode pengelasan kanthi ringkes. Ing dobel-beamwelding laserproses, ana telung aransemen beam umum, yaiku aransemen serial, aransemen podo lan aransemen hibrida. kain, yaiku, ana jarak ing arah welding lan arah vertikal welding. Minangka ditampilake ing baris pungkasan tokoh, miturut macem-macem manéka bolongan cilik lan blumbang molten sing katon ing jarak titik beda sak proses welding serial, padha bisa luwih dipérang dadi siji nyawiji. Ana telung negara: blumbang, blumbang molten umum lan blumbang molten sing dipisahake. Karakteristik blumbang molten tunggal lan blumbang molten sing dipisahake padha karo sing tunggalwelding laser, minangka ditampilake ing diagram simulasi numerik. Ana macem-macem efek proses kanggo macem-macem jinis.
Tipe 1: Ing jarak titik tartamtu, rong bolongan balok mbentuk bolongan kunci gedhe sing umum ing blumbang molten sing padha; kanggo jinis 1, kacarita sing siji Beam cahya digunakake kanggo nggawe bolongan cilik, lan Beam liyane digunakake kanggo perawatan panas welding, kang bisa èfèktif nambah sifat struktural saka baja karbon dhuwur lan baja alloy.
Tipe 2: Tambah spasi titik ing blumbang molten padha, misahake loro balok dadi loro keyholes sawijining, lan ngganti pola aliran saka blumbang molten; kanggo jinis 2, fungsi iku padha karo loro welding sinar elektron, Nyuda spatter weld lan welds ora duwe aturan baku ing dawa fokus cocok.
Tipe 3: Luwih nambah jarak titik lan ngganti rasio energi saka rong balok, supaya siji saka rong balok digunakake minangka sumber panas kanggo nindakake proses pra-welding utawa post-welding sajrone proses welding, lan balok liyane digunakake kanggo generate bolongan cilik. Kanggo jinis 3, panliten kasebut nemokake yen rong balok mbentuk bolongan kunci, bolongan cilik ora gampang ambruk, lan las ora gampang ngasilake pori.
2. Pengaruh proses pengelasan terhadap kualitas pengelasan
Pengaruh rasio sinar-energi seri ing pambentukan jahitan las
Nalika daya laser punika 2kW, kacepetan welding punika 45 mm / s, jumlah defocus punika 0mm, lan jarak Beam punika 3 mm, wangun lumahing weld nalika ngganti RS (RS = 0,50, 0,67, 1,50, 2,00) minangka ditampilake ing tokoh. Nalika RS = 0,50 lan 2,00, weld wis dented kanggo ombone luwih, lan ana spatter liyane ing pojok weld, tanpa mbentuk pola ukuran iwak biasa. Iki amarga nalika rasio energi beam cilik banget utawa gedhe banget, energi laser banget konsentrasi, nyebabake pinhole laser kanggo oscillate luwih akeh sak proses welding, lan meksa recoil saka uap nimbulaké ejection lan splashing saka molten. blumbang logam ing blumbang molten; Input panas banget nyebabake ambane seng nembus saka blumbang molten ing sisih alloy aluminium dadi gedhe banget, nyebabake depresi ing tumindak gravitasi. Nalika RS = 0,67 lan 1,50, pola ukuran iwak ing lumahing welding seragam, wangun weld luwih ayu, lan ora katon welding retak panas, pori lan cacat welding liyane ing lumahing welding. Wangun salib-bagean saka welds karo rasio energi balok beda RS minangka ditampilake ing tokoh. Ing salib-bagean saka welds ing khas "wangun kaca anggur", nuduhake yen proses welding wis digawa metu ing mode welding seng nembus jero laser. RS nduweni pengaruh penting ing ambane seng nembus P2 saka las ing sisih alloy aluminium. Nalika rasio energi sinar RS = 0,5, P2 punika 1203,2 microns. Nalika rasio energi sinar RS = 0,67 lan 1,5, P2 suda sacara signifikan, yaiku 403,3 mikron lan 93,6 mikron. Nalika rasio energi balok RS = 2, ambane seng nembus las saka bagean salib gabungan punika 1151,6 microns.
Pengaruh rasio balok-energi paralel ing pambentukan jahitan las
Nalika daya laser punika 2.8kW, kacepetan welding punika 33mm / s, jumlah defocus punika 0mm, lan jarak beam punika 1mm, lumahing weld dijupuk dening ngganti rasio energi beam (RS = 0.25, 0.5, 0.67, 1.5). , 2, 4) Tampilan ditampilake ing gambar. Nalika RS = 2, pola skala iwak ing lumahing weld relatif ora duwe aturan baku. Lumahing weld sing diduweni dening limang rasio energi sinar sing beda-beda uga dibentuk, lan ora ana cacat sing katon kayata pori-pori lan spatter. Mulane, dibandhingake karo serial dual-beamwelding laser, lumahing weld nggunakake podo dual-balok luwih seragam lan ayu. Nalika RS = 0,25, ana depresi tipis ing las; minangka rasio energi Beam mboko sithik mundhak (RS = 0,5, 0,67 lan 1,5), lumahing weld punika seragam lan ora depresi kawangun; Nanging, nalika rasio energi Beam luwih mundhak (RS = 1,50, 2,00), nanging ana depressions ing lumahing weld. Nalika rasio energi balok RS = 0,25, 1,5 lan 2, wangun salib-bagean saka las "anggur kaca-shaped"; nalika RS = 0,50, 0,67 lan 1, wangun salib-bagean saka las "shaped corong". Nalika RS = 4, ora mung retakan kui ing ngisor las, nanging uga sawetara pori kui ing tengah lan ngisor bagean weld. Nalika RS = 2, pori-pori proses gedhe katon ing las, nanging ora ana retakan. Nalika RS = 0,5, 0,67 lan 1,5, ambane seng nembus P2 saka las ing sisih alloy aluminium luwih cilik, lan salib-bagean saka weld uga kawangun lan ora ana cacat welding ketok. Iki nuduhake yen rasio energi beam sajrone welding laser dual-beam paralel uga duwe pengaruh penting ing penetrasi las lan cacat welding.
Balok paralel - efek jarak balok ing pambentukan jahitan las
Nalika daya laser punika 2.8kW, kacepetan welding punika 33mm / s, jumlah defocus punika 0mm, lan rasio energi beam RS = 0.67, ngganti jarak beam (d = 0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm) kanggo njupuk morfologi lumahing weld minangka gambar nuduhake. Nalika d = 0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, lumahing weld Gamelan lan warata, lan wangun ayu; pola ukuran iwak las biasa lan ayu, lan ora ana pori katon, retak lan cacat liyane. Mulane, ing papat kondisi jarak balok, lumahing welding uga kawangun. Kajaba iku, nalika d = 2 mm, loro welds beda kawangun, kang nuduhake yen loro sinar laser podo maneh tumindak ing blumbang molten, lan ora bisa mbentuk welding Sato laser dual-beam efektif. Nalika jarak Beam punika 0,5mm, weld punika "corong-shaped", seng nembus ambane P2 saka weld ing sisih alloy aluminium 712,9 microns, lan ora ana retak, pori lan cacat liyane nang weld. Nalika jarak Beam terus nambah, ambane seng nembus P2 saka las ing sisih alloy aluminium sudo Ngartekno. Nalika jarak Beam punika 1 mm, ambane seng nembus saka weld ing sisih alloy aluminium mung 94,2 microns. Minangka jarak Beam luwih mundhak, weld ora mbentuk seng nembus efektif ing sisih alloy aluminium. Mulane, nalika jarak balok 0.5mm, efek rekombinasi sinar kaping pindho paling apik. Nalika jarak beam mundhak, input panas welding suda banget, lan efek rekombinasi laser loro-beam mboko sithik dadi luwih elek.
Bentenipun ing morfologi weld disebabake dening aliran beda lan cooling solidification saka blumbang molten sak proses welding. Cara simulasi numerik ora mung bisa nggawe analisis stres blumbang molten luwih intuisi, nanging uga nyuda biaya eksperimen. Gambar ing ngisor iki nuduhake owah-owahan ing blumbang leleh sisih karo balok siji, noto beda lan spasi titik. Kesimpulan utama kalebu: (1) Sajrone balok tunggalwelding laserproses, ambane saka bolongan blumbang molten paling jero, ana fenomena ambruk bolongan, tembok bolongan ora duwe aturan baku, lan distribusi lapangan aliran cedhak tembok bolongan ora rata; cedhak lumahing mburi blumbang molten Reflow kuwat, lan ana reflow munggah ing ngisor blumbang molten; distribusi lapangan aliran saka blumbang molten lumahing punika relatif seragam lan alon, lan jembaré blumbang molten ora rata ing arah ambane. Ana gangguan sing disebabake dening tekanan recoil tembok ing blumbang molten antarane bolongan cilik ing balok ganda.welding laser, lan tansah ana ing arah ambane bolongan cilik. Minangka jarak antarane loro balok terus nambah, Kapadhetan energi balok mboko sithik transisi saka puncak siji kanggo negara puncak pindho. Ana nilai minimal antarane loro puncak, lan Kapadhetan energi mboko sithik sudo. (2) Kanggo dobel-beamwelding laser, Nalika jarak titik 0-0.5mm, ambane blumbang molten bolongan cilik sudo rada, lan sakabèhé molten prilaku aliran blumbang padha karo siji-beam.welding laser; nalika jarak titik ndhuwur 1mm, bolongan cilik wis rampung kapisah, lan sak proses welding Ana meh ora interaksi antarane loro laser, kang padha karo loro consecutive / loro weldings laser single-beam podo karo daya saka 1750W. Meh ora ana efek preheating, lan prilaku aliran blumbang molten padha karo welding laser beam siji. (3) Nalika spasi titik 0.5-1mm, lumahing tembok bolongan cilik flatter ing loro aransemen, ambane bolongan cilik mboko sithik sudo, lan ngisor mboko sithik misahake. Gangguan antarane bolongan cilik lan aliran blumbang molten lumahing ing 0.8mm. Sing paling kuat. Kanggo welding serial, dawa blumbang molten mboko sithik mundhak, jembaré paling gedhe nalika jarak titik 0.8mm, lan efek preheating paling ketok nalika jarak titik 0.8mm. Efek saka pasukan Marangoni mboko sithik weakens, lan liyane Cairan logam mili menyang loro-lorone saka blumbang molten. Nggawe distribusi jembar leleh luwih seragam. Kanggo welding podo, jembaré saka blumbang molten mboko sithik mundhak, lan dawa maksimum ing 0.8mm, nanging ora ana efek preheating; reflow cedhak lumahing disebabake pasukan Marangoni tansah ana, lan reflow mudhun ing ngisor bolongan cilik mboko sithik ilang; kolom aliran salib-bagean ora apik minangka Iku kuwat ing seri, gangguan meh ora mengaruhi aliran ing loro-lorone saka blumbang molten, lan jembaré molten mbagekke unevenly.
Wektu kirim: Oct-12-2023
