Fejlett megmunkálóeszközként a lézer egyre fontosabb szerepet játszik az ipari hegesztés területén. Bár a hagyományos lézerhegesztési technológia bizonyos mértékig képes szabályozni ezeket a hibákat, hatását gyakran korlátozzák a rögzített hegesztési paraméterek és eljárások. Az utóbbi években a lézeres lengőhegesztési technológia megjelenése új megoldást kínál a hegesztési hibák szabályozására. A lézersugár lengetésének bevezetésével a hegesztési folyamat során a technológia jelentősen javíthatja a hegfürdő dinamikus jellemzőit, ezáltal optimalizálva a hegesztés minőségét. A lézeres lengőhegesztési technológia főként a lézersugár és a lengőtechnológia precíz vezérlésén alapul a hatékony és kiváló minőségű hegesztés elérése érdekében.
Javítsa a megjelenést:
Alatt ahegesztési folyamat, a lézersugár gyorsan és pontosan lengeti a teljes hegesztési területet. Amikor a sugár a hegesztés irányában mozog, különböző formákban oszcillál, például kör, 8-as alak és spirál alakban. Chen és munkatársai lengőlézert használtak különböző alumíniumötvözetek hegesztésére, és a lengőlézeres hegesztés nélküli változathoz képest a lengőlézeres hegesztés elülső és hátsó hegesztési varratának morfológiája jelentősen javult. Ezenkívül a keresztirányú lengőlézeres hegesztést a horony hézag-alkalmazkodóképességének növelésére használják. Egyes vezetőképes csatlakozó munkadaraboknál szükség van a túláramterület bővítésére, a fémes csatlakozófelület bővítésére is, valamint a lézerhegesztés lengetésére is szükség van, hogy a fémes csatlakozófelület „U” alakú legyen.
1. (a) és (b) a hegesztési keresztmetszet morfológiájának és méretének statisztikái különböző lengési módok mellett; (c) A hegesztési varrat felső felületének alakulása különböző lengési módok mellett.
Rossz oldalfal-fúzió javítása:
A közepes vastagságú lemezek hagyományos keskenyrés-lézeres hegesztésekor könnyen előfordulhat az oldalfal nem összeolvadásának hibája, amelyet a lézerenergia egyenetlen eloszlása a szájban, a horony közepén a hőbevitel nagy, a horony oldalfalában pedig kicsi, ami nem tud jó kombinációt kialakítani. Az összeolvadatlan oldalfal hibájának megoldására szolgáló kulcsfontosságú intézkedés az oldalfal hőbevitelének növelése. Lézerhegesztés során a lézersugár ésszerűbb energiaeloszlását lehet elérni a munkadarab felületén a sugár lengésével. Amikor a horony szélessége változik, a sugár lengésének amplitúdóját a horony szélességéhez igazítják, hogy hatékony hőbevitelt biztosítsanak az oldalfalnak.
2. A hegesztés makroszkopikus képe az első rétegtől (L1) a hetedik rétegig (L7) lézerhegesztéssel, oszcillációval vagy anélkül.
Csökkentse a porozitási hibákat:
A lézer lengésének gátló mechanizmusa a hegesztési pórusokon a kis lyukak stabilitásának javításával és a folyékony fém folyékonyságának javításával magyarázható. A 3. ábra a nyomjelző részecskék által mutatott olvadt medence áramlási viselkedését mutatja a hegesztési folyamat során. A fénysugár rezgése nagyfrekvenciás és nagy sebességű forgó keverőmozgást hoz létre a kis lyukban, ami elősegíti a buborékok túlcsordulását, és „csapdás” hatást gyakorol a megszilárdult pórusokra. Ugyanakkor a fénysugár rezgése növeli a kis lyuk területét, és csökkenti annak valószínűségét, hogy instabilitása buborékok képződése közben összeomlik.
3. (a) és (b) a nyomjelző részecskék röppályája hegesztés közben; Kulcslyuk nyílásának területe: (c) nincs lengő lézer (d) lengő lézer.
Repedési hibák csökkentése:
A termikus repedés egyfajta hiba, amely a hegesztési folyamat során a belső feszültség és a metallurgiai tényezők kölcsönhatása miatt keletkezik, és gyakran a hegesztés hőhatásövezetében (HAZ) található. Az ilyen repedések kialakulása összefügg az anyag magas hőmérséklettel szembeni sérülékenységével, a hegesztési feszültséggel és az anyag kémiai összetételével. A hagyományos lézerhegesztési technológia hőrepedéseket okozhat a hegesztési folyamatban, főként a következő okok miatt: Először is, a lézerhegesztés nagy energiabevitele miatt, ami a hegesztési terület gyors felmelegedését és lehűlését eredményezi, ami nagy hőgradienst és hőfeszültséget eredményez; Másodszor, a hegesztési folyamat során a metallurgiai reakció az alacsony olvadáspontú szennyeződések szétválásához vezethet, rideg fázist képezve és növelve a repedések érzékenységét. Végül az anyag gyors megszilárdulása a mikroszerkezet heterogenitásához vezethet, és az oszlopos kristályok növekedési iránya az olvadéktól a középpont felé van, ahogy az a 4. ábrán látható. Ebben az esetben a repedésérzékenység jelentősen megnő.
4. Lézeres hegesztés dermedés üzemmódban (a) hagyományos lézeres hegesztés (b) lengőlézeres hegesztés.
Az oszcilláló lézeres hegesztési technológia hatékonyan csökkentheti vagy kiküszöbölheti a forró repedések előfordulását az oszcilláló lézersugár bevezetésével. Az oszcilláló lézeres hegesztési folyamat során a lézersugár periodikus oszcillációja elősegítheti a fém áramlását az olvadékmedencében, ezáltal javítva a mikroszerkezet egyenletességét, és a szemcse koaxiálisan növekszik az olvadékmedence közepén, ahogy az az 5. ábrán látható. Ezek a koaxiális szemcsék védőgátként működnek a repedések terjedésének megakadályozása érdekében, és hőszigetelő rétegként működnek a további repedések terjedésének megakadályozása érdekében. Ugyanakkor az oszcilláló lézer segít csökkenteni az alkatrészek szétválása miatti rideg fázisképződést, csökkentve a hőrepedések kockázatát.
5. (A) hagyományos lézerhegesztési varratok megszilárdulási mikroszerkezeti jellemzői (B) lézerlengő hegesztések (CCW) megszilárdulási mikroszerkezeti jellemzői.
A lézeres önfúziós hegesztéssel összehasonlítva a lengőlézeres hegesztési technológiát hatékony módszernek tekintik a porozitás hajlamának csökkentésére és az olyan hibák javítására, mint az oldalfalak nem fúziója. A sugár olvadékfürdőre gyakorolt keverőhatása miatt jelentős előnyökkel jár a rés illeszkedésének javítása, a mikroszerkezet egyenletességének javítása és a szemcsefinomítás terén. A lézeres lengőhegesztési technológia alkalmazása szélesebb körben teheti a lézerhegesztést, és lézerhatékony precíziós hegesztés érhető el nagyobb munkadarabok és szélesebb hegesztések esetén, azaz a termék alapvető folyamat- és összeszerelési pontossága enyhül.
Közzététel ideje: 2025. február 21.
