Metode pengelasan dual-beam diusulake, utamane kanggo ngatasi adaptasi sakapengelasan laserkanggo akurasi perakitan, ningkatake stabilitas proses pengelasan, lan ningkatake kualitas las, utamane kanggo pengelasan pelat tipis lan pengelasan paduan aluminium. Pengelasan laser sinar ganda bisa nggunakake metode optik kanggo misahake laser sing padha dadi rong sinar cahya sing kapisah kanggo pengelasan. Uga bisa nggunakake rong jinis laser kanggo nggabungake, laser CO2, laser Nd:YAG lan laser semikonduktor daya tinggi. bisa digabungake. Kanthi ngganti energi sinar, jarak sinar, lan malah pola distribusi energi saka rong sinar, medan suhu pengelasan bisa diatur kanthi trep lan fleksibel, ngganti pola anane bolongan lan pola aliran logam cair ing blumbang cair, nyedhiyakake solusi sing luwih apik kanggo proses pengelasan. Ruang pilihan sing jembar ora ana tandhingane karo pengelasan laser sinar tunggal. Ora mung nduweni kaluwihan penetrasi pengelasan laser sing gedhe, kecepatan cepet lan presisi sing dhuwur, nanging uga nduweni kemampuan adaptasi sing apik kanggo bahan lan sambungan sing angel dilas nganggo pengelasan laser konvensional.
Prinsip sakapengelasan laser sinar ganda
Pengelasan sinar ganda tegese nggunakake rong sinar laser bebarengan sajrone proses pengelasan. Susunan sinar, jarak sinar, sudut antarane rong sinar, posisi fokus lan rasio energi saka rong sinar kabeh minangka setelan sing relevan ing parameter pengelasan laser sinar ganda. Biasane, sajrone proses pengelasan, umume ana rong cara kanggo ngatur sinar ganda. Kaya sing dituduhake ing gambar, siji disusun kanthi seri ing sadawane arah pengelasan. Susunan iki bisa nyuda tingkat pendinginan blumbang cair. Ngurangi kecenderungan pengerasan las lan generasi pori-pori. Liyane yaiku ngatur kanthi sisih-sisine utawa nyabrang ing loro-lorone las kanggo nambah adaptasi menyang celah las.
Prinsip pengelasan laser sinar ganda
Pengelasan sinar ganda tegese nggunakake rong sinar laser bebarengan sajrone proses pengelasan. Susunan sinar, jarak sinar, sudut antarane rong sinar, posisi fokus lan rasio energi saka rong sinar kabeh minangka setelan sing relevan ing parameter pengelasan laser sinar ganda. Biasane, sajrone proses pengelasan, umume ana rong cara kanggo ngatur sinar ganda. Kaya sing dituduhake ing gambar, siji disusun kanthi seri ing sadawane arah pengelasan. Susunan iki bisa nyuda tingkat pendinginan blumbang cair. Ngurangi kecenderungan pengerasan las lan generasi pori-pori. Liyane yaiku ngatur kanthi sisih-sisine utawa nyabrang ing loro-lorone las kanggo nambah adaptasi menyang celah las.
Kanggo sistem pengelasan laser dual-beam sing diatur tandem, ana telung mekanisme pengelasan sing beda gumantung saka jarak antarane balok ngarep lan mburi, kaya sing dituduhake ing gambar ing ngisor iki.
1. Ing jinis mekanisme pengelasan sing pertama, jarak antarane rong sinar cahya relatif adoh. Siji sinar cahya nduweni kapadhetan energi sing luwih gedhe lan fokus ing permukaan benda kerja kanggo ngasilake bolongan kunci ing pengelasan; sinar cahya liyane nduweni kapadhetan energi sing luwih cilik. Mung digunakake minangka sumber panas kanggo perawatan panas pra-las utawa pasca-las. Nggunakake mekanisme pengelasan iki, tingkat pendinginan kolam pengelasan bisa dikontrol ing kisaran tartamtu, sing migunani kanggo ngelas sawetara bahan kanthi sensitivitas retakan sing dhuwur, kayata baja karbon tinggi, baja paduan, lan liya-liyane, lan uga bisa nambah ketangguhan las.
2. Ing jinis mekanisme pengelasan kapindho, jarak fokus antarane rong sinar cahya relatif cilik. Rong sinar cahya ngasilake rong bolongan kunci independen ing blumbang pengelasan, sing ngganti pola aliran logam cair lan mbantu nyegah kejang. Iki bisa ngilangi kedadeyan cacat kayata pinggiran lan tonjolan manik-manik las lan nambah pembentukan las.
3. Ing jinis mekanisme pengelasan katelu, jarak antarane rong sinar cahya cilik banget. Ing wektu iki, rong sinar cahya ngasilake bolongan kunci sing padha ing blumbang pengelasan. Dibandhingake karo pengelasan laser sinar tunggal, amarga ukuran bolongan kunci dadi luwih gedhe lan ora gampang ditutup, proses pengelasan luwih stabil lan gas luwih gampang dibuwang, sing migunani kanggo nyuda pori-pori lan percikan, lan entuk las sing terus-terusan, seragam lan apik.
Sajrone proses pengelasan, rong sinar laser uga bisa digawe ing sudut tartamtu siji lan sijine. Mekanisme pengelasan iki padha karo mekanisme pengelasan sinar ganda paralel. Asil tes nuduhake yen kanthi nggunakake rong OO daya dhuwur kanthi sudut 30° siji lan sijine lan jarak 1 ~ 2mm, sinar laser bisa entuk bolongan kunci sing bentuke corong. Ukuran bolongan kunci luwih gedhe lan luwih stabil, sing bisa ningkatake kualitas pengelasan kanthi efektif. Ing aplikasi praktis, kombinasi timbal balik saka rong sinar cahya bisa diganti miturut kahanan pengelasan sing beda kanggo entuk proses pengelasan sing beda.
6. Cara implementasi pengelasan laser sinar ganda
Akuisisi sinar ganda bisa dipikolehi kanthi nggabungake rong sinar laser sing beda, utawa siji sinar laser bisa dipérang dadi rong sinar laser kanggo dilas nggunakake sistem spektrometri optik. Kanggo mbagi sinar cahya dadi rong sinar laser paralel kanthi daya sing beda, spektroskop utawa sistem optik khusus bisa digunakake. Gambar kasebut nuduhake rong diagram skematis prinsip pamisahan cahya nggunakake pangilon fokus minangka pamisah sinar.
Kajaba iku, reflektor uga bisa digunakake minangka pamecah sinar, lan reflektor pungkasan ing jalur optik bisa digunakake minangka pamecah sinar. Jinis reflektor iki uga diarani reflektor jinis atap. Permukaan reflektif dudu permukaan sing rata, nanging kasusun saka rong bidang. Garis persimpangan rong permukaan reflektif dumunung ing tengah permukaan pangilon, padha karo punggungan atap, kaya sing dituduhake ing gambar. Sinar cahya paralel sumunar ing spektroskop, dipantulake dening rong bidang ing sudut sing beda kanggo mbentuk rong sinar cahya, lan sumunar ing posisi pangilon fokus sing beda. Sawise fokus, rong sinar cahya dipikolehi ing jarak tartamtu ing permukaan benda kerja. Kanthi ngganti sudut antarane rong permukaan pantul lan posisi atap, sinar cahya sing dipisahake kanthi jarak lan pengaturan fokus sing beda bisa dipikolehi.
Nalika nggunakake rong jinis sing bedasinar laser tKanggo mbentuk sinar ganda, ana akeh kombinasi. Laser CO2 kualitas dhuwur kanthi distribusi energi Gaussian bisa digunakake kanggo karya pengelasan utama, lan laser semikonduktor kanthi distribusi energi persegi panjang bisa digunakake kanggo mbantu karya perawatan panas. Ing sisih siji, kombinasi iki luwih ekonomis. Ing sisih liya, daya saka rong sinar cahya bisa diatur kanthi mandiri. Kanggo bentuk sambungan sing beda, medan suhu sing bisa diatur bisa dipikolehi kanthi nyetel posisi tumpang tindih laser lan laser semikonduktor, sing cocog banget kanggo pengelasan. Kontrol proses. Kajaba iku, laser YAG lan laser CO2 uga bisa digabung dadi sinar ganda kanggo pengelasan, laser terus-terusan lan laser pulsa bisa digabungake kanggo pengelasan, lan sinar fokus lan sinar defokus uga bisa digabungake kanggo pengelasan.
7. Prinsip pengelasan laser sinar ganda
3.1 Pengelasan laser sinar ganda saka lembaran galvanis
Lembaran baja galvanis minangka bahan sing paling umum digunakake ing industri otomotif. Titik leleh baja sekitar 1500°C, dene titik didih seng mung 906°C. Mulane, nalika nggunakake metode pengelasan fusi, akeh uap seng sing diasilake, sing nyebabake proses pengelasan ora stabil. , mbentuk pori-pori ing las. Kanggo sambungan pangkuan, penguapan lapisan galvanis ora mung kedadeyan ing permukaan ndhuwur lan ngisor, nanging uga kedadeyan ing permukaan sambungan. Sajrone proses pengelasan, uap seng cepet metu saka permukaan kolam cair ing sawetara area, dene ing area liyane angel uap seng metu saka kolam cair. Ing permukaan kolam, kualitas pengelasan ora stabil banget.
Pengelasan laser sinar ganda bisa ngatasi masalah kualitas pengelasan sing disebabake dening uap seng. Salah sawijining cara yaiku ngontrol wektu anane lan tingkat pendinginan blumbang cair kanthi cocog karo energi rong sinar kanggo nggampangake metune uap seng; cara liyane yaiku Ngeculake uap seng kanthi pre-punching utawa grooving. Kaya sing dituduhake ing Gambar 6-31, laser CO2 digunakake kanggo pengelasan. Laser YAG ana ing ngarep laser CO2 lan digunakake kanggo ngebor bolongan utawa ngethok alur. Bolongan utawa alur sing wis diproses sadurunge nyedhiyakake dalan metu kanggo uap seng sing diasilake sajrone pengelasan sabanjure, nyegah supaya ora tetep ana ing blumbang cair lan mbentuk cacat.
3.2 Pengelasan laser sinar ganda saka paduan aluminium
Amarga karakteristik kinerja khusus saka bahan paduan aluminium, ana kesulitan ing ngisor iki nalika nggunakake pengelasan laser [39]: paduan aluminium nduweni tingkat penyerapan laser sing kurang, lan reflektivitas awal permukaan sinar laser CO2 ngluwihi 90%; lapisan pengelasan laser paduan aluminium gampang ngasilake Porositas, retakan; kobongan elemen paduan sajrone pengelasan, lan liya-liyane. Nalika nggunakake pengelasan laser tunggal, angel netepake bolongan kunci lan njaga stabilitas. Pengelasan laser sinar ganda bisa nambah ukuran bolongan kunci, saengga bolongan kunci angel ditutup, sing migunani kanggo pembuangan gas. Uga bisa nyuda tingkat pendinginan lan nyuda kedadeyan pori-pori lan retakan pengelasan. Amarga proses pengelasan luwih stabil lan jumlah percikan suda, bentuk permukaan las sing dipikolehi kanthi pengelasan sinar ganda saka paduan aluminium uga luwih apik tinimbang pengelasan sinar tunggal. Gambar 6-32 nuduhake tampilan lapisan las saka pengelasan butt paduan aluminium kandel 3mm nggunakake laser sinar tunggal CO2 lan pengelasan laser sinar ganda.
Riset nuduhake yen nalika ngelas paduan aluminium seri 5000 kandel 2mm, nalika jarak antarane rong balok yaiku 0,6 ~ 1,0 mm, proses pengelasan relatif stabil lan bukaan bolongan kunci sing kawangun luwih gedhe, sing nyebabake penguapan lan uculé magnesium sajrone proses pengelasan. Yen jarak antarane rong balok cilik banget, proses pengelasan siji balok ora bakal stabil. Yen jarak kasebut gedhe banget, penetrasi pengelasan bakal kena pengaruh, kaya sing dituduhake ing Gambar 6-33. Kajaba iku, rasio energi saka rong balok uga duwe pengaruh gedhe marang kualitas pengelasan. Nalika rong balok kanthi jarak 0,9 mm disusun kanthi seri kanggo pengelasan, energi balok sadurunge kudu ditambah kanthi tepat supaya rasio energi saka rong balok sadurunge lan sawise luwih saka 1:1. Iki migunani kanggo ningkatake kualitas sambungan pengelasan, nambah area leleh, lan isih entuk sambungan pengelasan sing alus lan apik nalika kecepatan pengelasan dhuwur.
3.3 Pengelasan balok ganda saka pelat sing kandele ora padha
Ing produksi industri, asring perlu ngelas rong pelat logam utawa luwih kanthi kekandelan lan bentuk sing beda kanggo mbentuk pelat sing disambung. Utamane ing produksi mobil, aplikasi blanko sing dilas khusus saya tambah akeh. Kanthi ngelas pelat kanthi spesifikasi, lapisan permukaan utawa sifat sing beda, kekuwatan bisa ditambah, bahan habis pakai dikurangi, lan kualitas bisa dikurangi. Pengelasan laser pelat kanthi kekandelan sing beda biasane digunakake ing pengelasan panel. Masalah utama yaiku pelat sing bakal dilas kudu dibentuk kanthi pinggiran presisi tinggi lan njamin perakitan presisi tinggi. Panggunaan pengelasan balok ganda kanthi ketebalan pelat sing ora padha bisa adaptasi karo owah-owahan sing beda ing celah pelat, sambungan butt, kekandelan relatif lan bahan pelat. Bisa ngelas pelat kanthi toleransi pinggiran lan celah sing luwih gedhe lan nambah kecepatan pengelasan lan kualitas pengelasan.
Parameter proses utama pengelasan pelat sing ora padha ketebalane Shuangguangdong bisa dipérang dadi parameter pengelasan lan parameter pelat, kaya sing dituduhake ing gambar. Parameter pengelasan kalebu daya rong sinar laser, kecepatan pengelasan, posisi fokus, sudut kepala pengelasan, sudut rotasi sinar sambungan butt sinar ganda lan offset pengelasan, lan liya-liyane. Parameter papan kalebu ukuran bahan, kinerja, kondisi pemangkasan, celah papan, lan liya-liyane. Daya rong sinar laser bisa diatur kanthi kapisah miturut tujuan pengelasan sing beda. Posisi fokus umume dumunung ing permukaan pelat tipis kanggo entuk proses pengelasan sing stabil lan efisien. Sudut kepala pengelasan biasane dipilih sekitar 6. Yen kekandelan rong pelat relatif gedhe, sudut kepala pengelasan positif bisa digunakake, yaiku, laser dimiringake menyang pelat tipis, kaya sing dituduhake ing gambar; nalika kekandelan pelat relatif cilik, sudut kepala pengelasan negatif bisa digunakake. Offset pengelasan ditetepake minangka jarak antarane fokus laser lan pinggir pelat kandel. Kanthi nyetel offset pengelasan, jumlah penyok las bisa dikurangi lan penampang las sing apik bisa dipikolehi.
Nalika ngelas pelat kanthi celah gedhe, sampeyan bisa nambah diameter pemanasan balok efektif kanthi muter sudut balok ganda kanggo entuk kemampuan ngisi celah sing apik. Ambane sisih ndhuwur las ditemtokake dening diameter balok efektif saka rong sinar laser, yaiku, sudut rotasi balok. Sing luwih gedhe sudut rotasi, sing luwih amba rentang pemanasan balok ganda, lan sing luwih gedhe ambane bagean ndhuwur las. Rong sinar laser nduweni peran sing beda ing proses pengelasan. Siji utamane digunakake kanggo nembus sambungan, dene liyane utamane digunakake kanggo nglelehke bahan pelat kandel kanggo ngisi celah. Kaya sing dituduhake ing Gambar 6-35, ing sangisore sudut rotasi balok positif (balok ngarep tumindak ing pelat kandel, balok mburi tumindak ing las), balok ngarep kedadeyan ing pelat kandel kanggo manasi lan nglelehke bahan, lan sing sabanjure Sinar laser nggawe penetrasi. Sinar laser pisanan ing ngarep mung bisa nglelehke sebagian plat kandel, nanging nyumbang banget kanggo proses pengelasan, amarga ora mung nglelehke sisih plat kandel kanggo ngisi celah sing luwih apik, nanging uga nyambungake bahan sambungan sadurunge supaya balok sabanjure luwih gampang dilas liwat sambungan, saengga pengelasan luwih cepet. Ing pengelasan balok ganda kanthi sudut rotasi negatif (balok ngarep tumindak ing las, lan balok mburi tumindak ing plat kandel), loro balok kasebut duwe efek sing ngelawan. Balok sing pertama nglelehke sambungan, lan balok sing terakhir nglelehke plat kandel kanggo ngisi celah kasebut. Ing kasus iki, balok ngarep dibutuhake kanggo ngelas liwat plat adhem, lan kecepatan pengelasan luwih alon tinimbang nggunakake sudut rotasi balok positif. Lan amarga efek pemanasan awal saka balok sadurunge, balok sing terakhir bakal nglelehke bahan plat kandel sing luwih akeh kanthi daya sing padha. Ing kasus iki, daya sinar laser sing terakhir kudu dikurangi kanthi tepat. Dibandhingake, nggunakake sudut rotasi balok positif bisa nambah kecepatan pengelasan kanthi tepat, lan nggunakake sudut rotasi balok negatif bisa entuk pengisian celah sing luwih apik. Gambar 6-36 nuduhake pengaruh sudut rotasi balok sing beda-beda ing penampang las.
3.4 Pengelasan laser sinar ganda kanggo pelat kandel sing gedhe Kanthi peningkatan tingkat daya laser lan kualitas sinar, pengelasan laser kanggo pelat kandel sing gedhe wis dadi kasunyatan. Nanging, amarga laser daya dhuwur larang lan pengelasan pelat kandel sing gedhe umume mbutuhake logam pengisi, ana watesan tartamtu ing produksi nyata. Panggunaan teknologi pengelasan laser sinar ganda ora mung bisa nambah daya laser, nanging uga nambah diameter pemanasan sinar efektif, nambah kemampuan kanggo nglelehke kawat pengisi, nyetabilake bolongan kunci laser, nambah stabilitas pengelasan, lan nambah kualitas pengelasan.
Wektu kiriman: 29-Apr-2024
