Cymharu effeithiau weldio laserau â diamedrau craidd gwahanol
Prosesu thermol yn bennaf yw prosesu deunyddiau metel â laser yn seiliedig ar yr effaith ffotothermol. Pan fydd y laser yn arbelydru wyneb y deunydd, bydd arwynebedd y deunydd yn destun newidiadau amrywiol o dan wahanol ddwysedd pŵer. Mae'r newidiadau hyn yn cynnwys tymheredd arwyneb uwch, toddi, anweddu, ffurfio twll clo, a chynhyrchu ffotoplasma. Ar ben hynny, mae newid cyflwr ffisegol y rhanbarth arwyneb materol yn effeithio'n fawr ar amsugno golau laser y deunydd. Yn gyffredinol, po uchaf yw'r tymheredd, yr uchaf yw cyfradd amsugno golau laser y deunydd. Gyda'r cynnydd mewn dwysedd pŵer ac amser gweithredu, bydd y deunydd metel yn cael y newidiadau cyflwr ffisegol canlynol, fel y dangosir yn Ffigur 1 [1].
Mae dau graidd o weldio laser: trosglwyddo gwres a dargludiad gwres. Mae trosglwyddo gwres yn gysylltiedig â ffynhonnell gwres, dwysedd pŵer ac ynni llinell; Llif aer i fireinio. Yn y broses weldio, mae'r ffynhonnell wres, dwysedd pŵer, ac ynni llinell yn cael eu haddasu'n bennaf. Mae paramedrau'r broses dan sylw yn cynnwys: dewis diamedr craidd laser, pŵer, cyflymder, a swm dadffocws. O ystyried bod yr erthygl hon yn canolbwyntio'n bennaf ar laserau â diamedrau craidd gwahanol ac yn bennaf yn cynnwys gwahanol ddwysedd pŵer, mae Ffigur 2 yn dangos y fformiwla gyfrifo dwysedd pŵer syml:
Mae dau brif fath o weldio laser yn ôl cyfradd amsugno'r broses weldio, un yw weldio dargludiad gwres (cymhareb dyfnder-lled<1, laser absorption rate of red light is within 20%, and different wavelengths are different), and the other is deep penetration welding (Aspect ratio > 1, the absorption rate is greater than the absorption rate of the molten pool of the material, more than 60%, mainly due to the multiple reflection and absorption of the laser in the keyhole).
Weldio dargludiad gwres laser:
Bydd arbelydru laser gwahanol yn achosi gwahanol newidiadau yng nghyflwr y deunydd, a adlewyrchir yn y broses weldio fel dau ddull weldio nodweddiadol: weldio dargludiad gwres laser a weldio treiddiad dwfn laser. Mae'r broses trosglwyddo gwres, mecanwaith ffurfio weldio, nodweddion y broses ac ystod cymhwyso'r ddau yn wahanol iawn.
Modd weldio dargludiad gwres laser:
Yn ystod weldio dargludiad gwres, mae'r arbelydru laser sy'n cael ei arbelydru ar wyneb y darn gwaith yn yr ystod o 10E4 ~ 10E6W / cm, ac mae'r egni laser yn cael ei amsugno gan yr haen denau o 10 ~ 100m ar yr wyneb. Mae'r ynni laser ar yr wyneb yn cael ei drosglwyddo i du mewn y deunydd trwy ddargludiad gwres, ac ni ellir cyffwrdd â'r laser yn uniongyrchol. Ar ôl cyfnod penodol o arbelydru laser, mae'r wyneb yn cyrraedd toddi, ac mae'r isotherm toddi hwn yn ymledu yn ddwfn i'r deunydd, ac mae tymheredd yr wyneb yn parhau i godi. Ond dim ond berwbwynt y deunydd y gall yr uchaf ei gyrraedd, ni waeth pa mor uchel yw'r tymheredd, bydd y deunydd yn anweddu ac yn ffurfio pyllau, bydd y broses weldio dargludiad gwres sefydlog yn cael ei ddinistrio, bydd y pwll tawdd yn osgiliad, a bydd y deunydd yn cael ei llosgi. Yn gyffredinol, defnyddir weldio dargludiad gwres yn bennaf mewn platiau tenau. Yn yr achos hwn Mae angen rhoi terfyn arno. Gyda symudiad cymharol y trawst laser a'r darn gwaith, mae sêm weldio bas ac eang yn cael ei ffurfio, fel y dangosir yn Ffigur 3. Mae cymhareb dyfnder-i-led y wythïen weldio yn fach, ac mae lled y wythïen weldio yn gyffredinol mwy na dwywaith dyfnder y treiddiad. Mae'r ffigur isod yn dangos ymddangosiad trawsdoriadol sêm weldio dargludiad gwres laser nodweddiadol, ac mae siâp y wythïen weldio oddeutu hemisfferig.
Cymhariaeth o wahanol laserau diamedr craidd:
(1) Cyflymder yr arbrawf yw 150mm / s, mae'r safle ffocws wedi'i weldio, mae'r deunydd yn gyfres alwminiwm 1, ac mae'r trwch yn 2mm;
(2) Po fwyaf yw'r diamedr craidd, y mwyaf yw'r lled ymasiad, y mwyaf yw'r parth yr effeithir arno gan wres, a'r lleiaf yw dwysedd pŵer yr uned. Pan fydd y diamedr craidd yn fwy na 200wm, nid yw'n hawdd cyflawni dyfnder treiddiad ar aloion adweithiol uchel fel alwminiwm a chopr, ac mae angen pŵer uwch yn gallu cyflawni weldio treiddiad dwfn;
(3) Mae gan y laser diamedr craidd bach ddwysedd pŵer uchel, gall dyrnu tyllau clo yn gyflym ar wyneb y deunydd ag egni uchel, ac mae ganddo barth bach y mae gwres yn effeithio arno, ond ar yr un pryd mae wyneb y weld yn arw, y mae'r tebygolrwydd o gwymp twll clo yn uchel yn ystod weldio cyflymder isel, ac mae'r twll clo ar gau yn ystod y cylch weldio Cylch hir, yn hawdd i gynhyrchu diffygion, mandyllau a diffygion eraill, sy'n addas ar gyfer prosesu cyflym neu brosesu gyda thrac swing;
(4) Mae laserau diamedr mawr yn fwy addas ar gyfer ail-doddi arwyneb laser, cladin, anelio a phrosesau eraill oherwydd eu man mawr ac egni mwy gwasgaredig.
Deunyddiau adlewyrchol uchel: alwminiwm, copr, dur di-staen, nicel, molybdenwm, ac ati;
(1) Mae angen i ddeunyddiau adlewyrchol uchel ddewis laser diamedr bach. Gan ddefnyddio pelydr laser dwysedd pŵer uchel i gynhesu'r deunydd yn gyflym i gyflwr hylifedig neu anwedd, gwella cyfradd amsugno laser y deunydd, a chyflawni prosesu effeithlon a chyflym. Mae'n hawdd dewis laser â diamedr craidd mawr. Arwain at adlewyrchiad uchel, arwain at weldio rhithwir, a hyd yn oed llosgi allan y laser;
Deunyddiau sy'n sensitif i grac: nicel, copr nicel-plated, alwminiwm, dur di-staen, aloi titaniwm, ac ati.
(2) Mae'r math hwn o ddeunydd yn gyffredinol yn gofyn am reolaeth lem ar y parth yr effeithir arno gan wres ac mae angen pwll tawdd bach. Mae'n fwy priodol dewis laser diamedr bach;
Prosesu laser cyflym:
(3) Mae angen prosesu laser cyflym ar gyfer weldio treiddiad dwfn, ac mae angen dewis laser â dwysedd ynni uchel i sicrhau bod yr egni llinell yn ddigonol i doddi'r deunydd ar gyflymder uchel, yn enwedig ar gyfer weldio glin, weldio treiddiad, a creiddiau bach eraill sydd angen dyfnder treiddiad uchel. Mae laserau rheiddiol yn fwy addas.
Advantages and applications of large core lasers (>100um):
Diamedr craidd mawr a fan a'r lle mawr, ardal darllediadau gwres mawr, arwyneb gweithredu eang, a dim ond cyflawni micro-doddi ar wyneb y deunydd, yn addas iawn ar gyfer ceisiadau mewn cladin laser, laser remelting, laser anelio, laser caledu, ac ati Yn y rhain ardaloedd, mae man mawr yn golygu cynhyrchiant uwch a diffygion is (mae sodro dargludiad gwres bron yn rhydd o ddiffygion).
O ran weldio, defnyddir y fan a'r lle mawr yn bennaf ar gyfer weldio cyfansawdd, a ddefnyddir ar gyfer cyfansawdd â laser diamedr craidd bach: mae'r fan a'r lle mawr yn gwneud i wyneb y deunydd doddi ychydig, gan drawsnewid o solet i hylif, sy'n gwella'r gyfradd amsugno yn fawr. o'r deunydd i'r laser, ac yna'n defnyddio craidd bach Yn y broses hon, oherwydd preheating y fan a'r lle mawr, ôl-brosesu, a'r graddiant tymheredd mawr a roddir i'r pwll tawdd, nid yw'r deunydd yn dueddol o gracio diffygion a achosir trwy wresogi cyflym ac oeri cyflym. Gall wneud ymddangosiad y weldiad yn llyfnach, ac ar yr un pryd gyflawni gwasgariad is na'r datrysiad laser sengl.
