Laser Storm – A jövőbeli technológiai változások a kétsugaras lézertechnológiában 2

1. Alkalmazási példák

1) Összekötő tábla

Az 1960-as években a Toyota Motor Company először alkalmazta a testre szabott hegesztési technológiát. Két vagy több lapot össze kell kötni hegesztéssel, majd bélyegezni őket. Ezeknek a lapoknak különböző vastagsága, anyaga és tulajdonságai lehetnek. Az autók teljesítményével és az olyan funkciókkal szembeni egyre magasabb követelmények miatt, mint az energiatakarékosság, a környezetvédelem, a vezetésbiztonság stb., a testreszabott hegesztési technológia egyre nagyobb figyelmet kap. A lemezhegesztésnél használható ponthegesztés, tompahegesztés,lézeres hegesztés, hidrogén ívhegesztés stb. Jelenleglézeres hegesztésfőként külföldi kutatásban és testre szabott hegesztett nyersdarabok gyártásában használják.

A vizsgálati és számítási eredményeket összehasonlítva az eredmények jó egyezést mutatnak, igazolva a hőforrás modell helyességét. A hegesztési varrat szélességét különböző folyamatparaméterek mellett kiszámították és fokozatosan optimalizálták. Végül a 2:1 nyaláb energiaarányt vettük át, a kettős gerendákat párhuzamosan helyeztük el, a nagy energianyaláb a hegesztési varrat közepén, a kis energianyaláb pedig a vastag lemeznél kapott helyet. Hatékonyan csökkentheti a hegesztési varrat szélességét. Amikor a két nyaláb 45 fokban van egymástól. Elrendezéskor a gerenda a vastag lemezre, illetve a vékony lemezre hat. Az effektív fűtőnyaláb átmérőjének csökkenése miatt a hegesztési szélesség is csökken.

2) Alumínium acél különböző fémek

A jelen tanulmány a következő következtetéseket vonja le: (1) A nyaláb energiaarányának növekedésével az intermetallikus vegyület vastagsága a hegesztési varrat/alumíniumötvözet határfelület azonos helyzetében fokozatosan csökken, és az eloszlás szabályosabbá válik. Ha RS=2, az interfész IMC réteg vastagsága 5-10 mikron között van. A szabad „tűszerű” IMC maximális hossza 23 mikron között van. Ha RS=0,67, az interfész IMC réteg vastagsága 5 mikron alatt van, a szabad „tűszerű” IMC maximális hossza pedig 5,6 mikron. Az intermetallikus vegyület vastagsága jelentősen csökken.

(2)Ha párhuzamos kétsugaras lézert használnak a hegesztéshez, az IMC a hegesztési/alumíniumötvözet interfésznél szabálytalanabb. Az IMC rétegvastagság a hegesztési/alumíniumötvözet határfelületen, az acél/alumíniumötvözet csatlakozási felület közelében vastagabb, maximális vastagsága 23,7 mikron. . A nyaláb energiaarányának növekedésével, amikor RS=1,50, az IMC réteg vastagsága a hegesztési/alumíniumötvözet határfelületen még mindig nagyobb, mint az intermetallikus vegyület vastagsága a soros kettős sugár ugyanazon területén.

3. Alumínium-lítium ötvözet T-alakú kötés

A 2A97 alumíniumötvözet lézerhegesztett kötéseinek mechanikai tulajdonságait illetően a kutatók a mikrokeménységet, a szakítószilárdságot és a kifáradási tulajdonságokat vizsgálták. A vizsgálati eredmények azt mutatják, hogy: a 2A97-T3/T4 alumíniumötvözet lézerhegesztett kötésének hegesztési zónája erősen meglágyult. Az együttható 0,6 körüli, ami főként az erősítő fázis feloldódásával és az azt követő kicsapódási nehézségekkel kapcsolatos; az IPGYLR-6000 szálas lézerrel hegesztett 2A97-T4 alumíniumötvözet kötés szilárdsági együtthatója elérheti a 0,8-at, de a plaszticitása alacsony, míg az IPGYLS-4000 szálélézeres hegesztésA lézerhegesztett 2A97-T3 alumíniumötvözet kötések szilárdsági együtthatója körülbelül 0,6; a pórushibák a 2A97-T3 alumíniumötvözetből készült lézerhegesztett kötések kifáradási repedéseinek eredetét.

Szinkron üzemmódban a különböző kristálymorfológiák szerint az FZ főként oszlopos kristályokból és egyentengelyű kristályokból áll. Az oszlopos kristályok epitaxiális EQZ növekedési orientációjúak, növekedési irányuk merőleges a fúziós vonalra. Az EQZ szemcse felülete ugyanis egy kész gócképző részecske, és ebben az irányban a leggyorsabb a hőleadás. Emiatt a függőleges fúziós vonal elsődleges krisztallográfiai tengelye előnyösen növekszik, és az oldalak korlátozottak. Ahogy az oszlopos kristályok a varrat közepe felé nőnek, a szerkezeti morfológia megváltozik, és oszlopos dendritek képződnek. A varrat közepén az olvadt medence hőmérséklete magas, a hőleadás sebessége minden irányban azonos, a szemcsék minden irányban ekviaxiálisan nőnek, egyenlő tengelyű dendriteket képezve. Ha az egyentengelyű dendritek primer krisztallográfiai tengelye pontosan érinti a minta síkját, a metallográfiai fázisban nyilvánvaló virágszerű szemcsék figyelhetők meg. Ezenkívül a hegesztési zónában a helyi alkatrészek túlhűtése befolyásolja, hogy a szinkron üzemmódú T-alakú kötés hegesztési varrat területén általában egyenlő tengelyű finomszemcsés sávok jelennek meg, és az egyenlő tengelyű finomszemcsés sáv szemcsemorfológiája eltér az EQZ szemcsemorfológiája. Ugyanaz a megjelenés. Mivel a heterogén üzemmódú TSTB-LW fűtési folyamata eltér a szinkron üzemmódú TSTB-LW fűtési folyamatától, nyilvánvaló különbségek vannak a makromorfológiában és a mikroszerkezet morfológiájában. A heterogén üzemmódú TSTB-LW T-alakú kötés két termikus cikluson ment keresztül, ami kettős olvadt medence karakterisztikát mutat. A hegesztési varrat belsejében nyilvánvaló másodlagos ömlesztési vonal található, és a hővezető hegesztéssel képződött olvadt medence kicsi. A heterogén üzemmódú TSTB-LW eljárásban a mélyen behatoló varrat a hővezető hegesztés hevítési folyamatától függ. A másodlagos olvadási vonalhoz közeli oszlopos dendritek és egyentengelyű dendritek kevesebb részszemcsehatárral rendelkeznek, és oszlopos vagy cellás kristályokká alakulnak át, jelezve, hogy a hővezető hegesztés melegítési folyamata hőkezelési hatást fejt ki a mély behatoló varratoknál. A dendritek szemcsemérete pedig a hővezető varrat középpontjában 2-5 mikron, ami jóval kisebb, mint a mélyen behatoló varrat közepén lévő dendritek szemcsemérete (5-10 mikron). Ez elsősorban a hegesztési varratok maximális felmelegedésével kapcsolatos mindkét oldalon. A hőmérséklet a későbbi hűtési sebességgel függ össze.

3) A kétsugaras lézerporos burkolathegesztés elve

4)Magas forrasztási szilárdság

A kétsugaras lézeres porfelhordó hegesztési kísérletben, mivel a két lézersugár egymás mellett van elosztva a hídhuzal mindkét oldalán, a lézer és a hordozó hatótávolsága nagyobb, mint az egysugaras lézeres porleválasztásos hegesztésé, és a keletkező forrasztási kötések függőlegesek a hídhuzalra. A huzal iránya viszonylag megnyúlt. A 3.6. ábra az egysugaras és kétsugaras lézeres porleválasztásos hegesztéssel kapott forrasztási kötéseket mutatja be. A hegesztési folyamat során, hogy dupla gerendáról van-e szólézeres hegesztésmódszer vagy egysugaraslézeres hegesztésmódszerrel az alapanyagon hővezetés révén bizonyos olvadékmedence képződik. Ily módon az olvadt medencében lévő megolvadt alapanyag fém kohászati ​​kötést tud kialakítani az olvadt önfolyósító ötvözetporral, ezáltal elérheti a hegesztést. Ha kétsugaras lézert használunk hegesztéshez, a lézersugár és az alapanyag közötti kölcsönhatás a két lézersugár hatásterületei közötti kölcsönhatás, vagyis a lézer által az anyagon kialakított két olvadékmedence közötti kölcsönhatás. . Ily módon az így létrejövő új fúzió A terület nagyobb, mint az egysugaraslézeres hegesztés, tehát a dupla gerendával kapott forrasztási kötéseklézeres hegesztéserősebbek, mint az egysugaraslézeres hegesztés.

2. Magas forraszthatóság és ismételhetőség

Az egysugarasbanlézeres hegesztéskísérlet, mivel a lézer fókuszpontjának közepe közvetlenül hat a mikrohíd huzalra, a hídhuzal nagyon magas követelményeket támaszt alézeres hegesztésfolyamatparaméterek, például egyenetlen lézerenergia-sűrűség-eloszlás és egyenetlen ötvözetpor vastagság. Ez a huzalszakadáshoz vezet a hegesztési folyamat során, és akár közvetlenül a hídhuzal elpárologtatását is okozhatja. A kétsugaras lézeres hegesztési módszernél, mivel a két lézersugár fókuszált pontközéppontjai nem hatnak közvetlenül a mikrohídhuzalokra, a hídhuzalok lézeres hegesztési folyamatparamétereire vonatkozó szigorú követelmények csökkennek, a hegeszthetőség ill. az ismételhetőség nagymértékben javul. .


Feladás időpontja: 2023.10.17