A hagyományos hegesztési módszerekkel összehasonlítva,lézeres hegesztésjelentős előnyökkel rendelkezik – alacsony hőbevitel, gyors hegesztési sebesség, kis hőhatásövezet,
Az utóbbi években a lézerhegesztést széles körben alkalmazzák az autóiparban, a hajógyártásban, az atomenergia-iparban és a repülőgépiparban.
A repülőgépipar és más high-tech iparágak egyre szélesebb körben használatosak, és a komplett berendezéskészletek költségeinek csökkenésével a napi hardverellátásban is.
És más, az élettel kapcsolatos alkalmazások is gyorsan növekedni kezdtek. Ugyanakkor az egylézeres hegesztésnek is vannak bizonyos hiányosságai,
Nem tudja kielégíteni az egyre változatosabb igényeket: először is, az egyetlen lézeres hegesztés a hegesztési szerelési rés követelményein nagyon szigorú,
Általában < 0,2 mm-es résnek kell lennie, különben nehéz jó csatlakozást elérni; Másodszor,egyetlen lézeres hegesztésnagyon érzékeny a hegesztési repedésekre
Nagyon könnyű hegesztési repedést okozni, és a hegesztés összetétele nem állítható be a repedések keletkezésének szabályozására; Harmadszor, egyetlen
A lézerhegesztés nagy vastagságú lemezek hegesztésekor ultra nagy teljesítményű lézereket igényel, és a behatolási képesség teljes mértékben a lézer teljesítményétől függ.
És a hegesztés minősége nem garantálható teljes mértékben.
A különböző iparágak fejlődésének igényeinek kielégítése érdekében a lézeres hegesztés módszereit is fejlesztették, és kidolgozták a megfelelő fejlesztést, mint például ez a cikk.
A lézeres huzalos töltőhegesztést és más hegesztési módszereket ismertetjük. A lézeres huzalos töltőhegesztést az egyszeres lézeres hegesztés alapján fejlesztették ki.
Az egylézeres hegesztéssel összehasonlítva nyilvánvaló előnyei vannak:
①A munkadarab összeszerelési igényeinek jelentős csökkentése, mivel a hegesztőhuzalt hozzáadják a hegesztési folyamathoz, a hegesztési fürdő fémtartalma jelentősen megnő, és áthidalható
Nagyobb hegesztési réssel kell csatlakoztatni, miközben a hegesztést teljesebbé teszi;
A hegesztési terület mikroszerkezeti tulajdonságai szabályozhatók, mivel a hegesztőhuzal összetétele eltér a hegesztési varrat alapanyagának összetételétől.
Miután a huzalt beolvasztották a hegfürdőbe, a hegfürdő minősége, összetétele és aránya beállítható a megszilárdulási folyamat és a mikroszerkezet kialakulásának szabályozása érdekében.
(3) A vonali energiabevitel kicsi, a hőhatásövezet és a hődeformáció kicsi, ami nagyon kedvez a munkadarab szigorú deformációs követelményekkel történő hegesztésének;
④kisebb lézerteljesítményű hegesztést érhet el vastagabb anyagokon, mivel a hegesztőhuzalt hozzáadják a hegesztési folyamathoz, többszörös hegesztés érhető el, és
A hegesztési fürdő fémmérete jelentősen megnő, így a hegesztési varrat kinyitható, és ezáltal csökkenthető a hegesztett szerkezet tényleges mérete.
Lézerhegesztési vastagság, majd többcsatornás lézerhuzalos hegesztés vastag lemezanyaggal.
A lézeres huzalhegesztés és a lézeres huzalhegesztés közötti különbség
A lézeres huzalos forrasztás formája az 1. ábrán látható, amely eltér a 2. ábrán látható lézeres huzalos forrasztástól. Mindkét hegesztési módszer alapvető elemei a következők:
Állandó, lézersugárból, hegesztőhuzalból, hegesztőalkatrészekből, védőgázból állnak, a tényleges igényeknek megfelelően, hogy eldöntsék, hozzáadják-e, részt vesznek-e
A fő berendezések a huzaladagoló gép, a hegesztőgép, a huzaltöltő hegesztő lágy pisztolyfej, a hegesztőfej és a nagy teljesítményű lézer.
1. ábra Lézeres huzalos fúziós hegesztés
2. ábra Lézeres huzalforrasztás
Bár a két hegesztési módszer külső megjelenésében alapvetően nincs különbség, lényegében jelentős különbség van. Lézeres huzalhegesztéskor...
A lézer általában nagy teljesítményű szálas lézert használ, amint az a 3. ábrán látható, a lézernek nemcsak hegesztőhuzalra van szüksége, hanem meg kell olvasztania az alapanyagot is, és
A lézeres mélyhegesztés speciális lyukhatása az alapfémen alakul ki, mély olvadómedencét képezve, és a hegesztőhuzal összetétele teljesen összekeveredik az alapfém fémösszetételével.
Egy új hibrid olvadékmedence alakul ki, amelynek elemösszetétele, aránya és minősége nagyobb, mint a hegesztőhuzal és az alapanyagé.
Ezért a megfelelő hegesztőhuzal hozzáadható a hegesztési folyamathoz az alapanyag teljesítményhibáinak megfelelően, így javítva a hegesztési hatékonyságot.
Vizuális szinten a repedésállóság, a fáradásállóság, a korrózióállóság, a kopásállóság és a hegesztés egyéb aspektusai célzottan javulnak.
Ezenkívül a lézeres huzalhegesztés többcsatornás réteges hegesztés is lehet, mivel mély behatolású hegesztést érhet el kis lyukhatással, ami elérhető
A hegesztési varrat alsó két rétegének teljes összeolvadása elkerüli a súlyos összeolvadási hibákat, így nagy vastagságú kötések hegesztésére is alkalmas.
Amikorlézerhuzalforrasztáskor a lézer általában nagy teljesítményű félvezető lézert használ, ahogy az a 4. ábrán látható
A hegesztőhuzalon csak nagyon kis mennyiségű lézer hat a hegesztésre, és megolvaszt egy kis mennyiségű fémet a hegesztés felületén, az olvadékfürdő pedig szinte teljesen megolvad az olvadás következtében.
A hegesztőhuzal kialakul, így a hegesztési teljesítmény főként a hegesztőhuzal és a hegesztésnél megolvadt hegesztőhuzal elemi összetételétől és arányától függ.
A lézeres huzalforrasztás fő célja a hegesztési varrat bizonyos csatlakozási szilárdságának elérése
A tömítés és a lézeres huzalforrasztás nem lehet többcsatornás réteges hegesztés, a hegesztés felső és alsó két rétege alapvetően nem lehet tömör.
A teljesen és hatékonyan összeolvadt kötés mechanikai tulajdonságai nagyon rosszak.
A lézeres huzalhegesztés alkalmazási területe
A lézeres huzalos hegesztési technológia fejlődésével és a lézer teljesítménykorlátjának növekedésével az alkalmazási tartomány bővültlézeres huzalhegesztés
Egyre kiterjedtebb, főként a következő területeken:
Alumíniumötvözet lézeres huzalhegesztése
Általánosságban elmondható, hogy mivel maga az alumíniumötvözet nagy fényvisszaverő képességgel rendelkezik a lézerrel szemben és magas hővezető képességgel rendelkezik, az alumíniumötvözetet lézerhegesztéssel végzik.
Amikor a szükséges lézerteljesítmény nagy, az alacsony forráspontú elemek alumíniumötvözetekben (például Mg, Zn stb.) jelentős párolgási és égési veszteséget okoz.
Ugyanakkor az olvadt medencefém alacsony felületi feszültsége befolyásolja a hegesztés megszilárdulási jellemzőit, és ezek az okok lézerhegesztésű alumíniumötvözetek létezéséhez vezetnek.
Sok probléma – a hegesztési varratok gyenge mechanikai tulajdonságai, a hegesztési varrat gyenge alakíthatósága, a porozitás és a repedések komolyak. Ehelyett lézert használnak a huzal kitöltésére.
Az alumíniumötvözet hegesztése jelentősen javítja ezeket a problémákat:
①A lézeres huzalhegesztés javíthatja a hegesztési felület süllyedését, hatékonyan javítva a hegesztéstTípus, és a hegesztési folyamat fröccsenése kicsi;
②A hegesztőhuzal hozzáadása nemcsak a hengeres kristályok kristályorientációját befolyásolhatja a hegesztésben, hanem hígíthatja is a hegesztési varratot.A magoszlopos kristály relatív növekedése által létrehozott kristályos határfelület javítja a hegesztés kialakítását, valamint az anyag lézerfény elnyelési sebességét.
Az olvadási szélesség növekedésével a mikrokeménység kissé csökken, és az optimalizált folyamatparaméterek mellett a kötés szakítószilárdsága és nyúlása jelentős lesz.
Javítás; (3) Megfelelő folyamatparaméterekkel végzett hegesztéssel nem érhető el látható belső hiba, HV60 vagy annál nagyobb mikrokeménység és hézagzónák.
A hegesztési varratnak a zónában nincs szembetűnő lágyulása, és a törés a szakítópróba során az alapanyag területén van.
Különböző fémek lézeres hegesztése
Bizonyos igényes munkakörnyezetekben vagy költségmegfontolásokból gyakran szükséges egy munkadarab több aspektusának egyidejű kezelése.
Különleges tulajdonságok, mint például a korrózióállóság, a nagy fajlagos szilárdság, a hőállóság, a kopásállóság, a magas vezetőképesség, a jó hőelvezetés stb., de a túlnyomó többség
A fémes anyagok nem rendelkezhetnek egyszerre több kiemelkedő különleges tulajdonsággal, és a különleges tulajdonságokkal rendelkező fémes anyagok gyakran...
Szűkös és drága, nem használható nagy mennyiségben, tehát ha különféle, speciális tulajdonságokkal rendelkező anyagokat tud előállítani a hatékony csatlakozás eléréséhez, akkor
Megfelelhet a felhasználási követelményeknek. A különböző fémanyagok fizikai és kémiai tulajdonságai közötti különbség általában nagy, ami elkerülhetetlen a hegesztési folyamatban.
Az intermetallikus vegyületek képződése, amelyek nagy hatással vannak a hegesztési kötések teljesítményére, a rideg intermetallikus vegyületek nagyon könnyen előállíthatóvá teszik a hegesztési varratot.
Nagyon nehéz egyetlen lézerrel közvetlenül hegeszteni különböző fémkötéseket, és a folyamat stabilitása nehezen szabályozható.
Nehézségek a reprodukálásban. Számos tudós és szakértő megállapította, hogy a lézeres huzalhegesztés viszonylag jó a különböző fémek hegesztésére, és a választás megfelelő.
A töltőhuzal bizonyos mértékig gátolhatja az intermetallikus vegyületek képződését, és nagymértékben javíthatja a hegesztett kötések mechanikáját.
Teljesítmény:
①A lézeres huzalos töltőhegesztéssel hegesztett Mg/Cu átfedő illesztés megfelelő folyamatparaméterek mellett jól alakíthatóA különböző fémkötések maximális nyírószilárdsága bizonyos szilárdsággal elérheti a 164,2 MPa-t, ami a magnéziumötvözet alapfémének 64%-a.
② Az Al/Ti átlapolt és tompa illesztések hegesztését vizsgálták, és az eredmények azt mutatják, hogy a hegesztési folyamat stabil és jól kidolgozott, ha téglalap alakú fénypontot használnak.Gyönyörű, széles folyamatparaméter-választék, magas hegesztési minőség, maximális szakítószilárdsága eléri az alumíniumötvözet alapfémének 94%-át;Javítsa a hegesztés kialakítását.Csapágyakkal ellátott munkadarabok esetében, ha a hegesztés összeomlik, a tényleges vastagsága csökken, és a mechanikai tulajdonságok romlanak, ha a hegesztés berág.
Ez feszültségkoncentrációt eredményez a hegesztés szélén, és a mechanikai tulajdonságok romlanak. A megjelenési követelményekkel rendelkező munkadarabok esetében, ha a hegesztés összeomlik...
A szél megakadásának vagy megharapásának komoly vizuális hatása lehet, és elfogadhatatlan. A hegesztés teljessé tételéhez lézeres huzalhegesztést kell alkalmazni.
Ez egy nagyon jó módszer, mivel a hegesztőhuzalt az olvadékfürdőbe olvasztják, ezáltal hatékonyan növelve az olvadékfürdő térfogatát, és biztosítva a hegesztés teljességét.
Harapásél-hiba.
Nagy illesztési hézagú munkadarab esetén (általában≥0,3 mm), az egyetlen lézeres hegesztéssel nehéz hatékony kapcsolatot elérni, és csak akkor tölthető ki
További anyaggal kitölthető a hegesztési rés, így a lézeres huzalhegesztés nagyon hatékony megoldás.
Keskeny résű sarokhegesztés
A keskeny résű lézeres huzalkitöltő hegesztés közepes és vastag lemezek hatékony hegesztését teszi lehetővé kis és közepes teljesítményű lézerek használatával, nem csak hegesztési segédanyag hozzáadásával
A hegesztett fém összetételének és szerkezetének megváltoztatására szolgáló huzal javítja a hegesztett kötés általános teljesítményét, de javítja az egyetlen lézeres hegesztési lejtést is
A szájrés alkalmazkodóképessége és hibatűrése, valamint a hegesztés hőhatásövezete szűk, és a hegesztett kötés feszültsége is kicsi, ami nagy munkát jelent.
Ezért az elmúlt években számos szakértő és tudós végzett releváns kutatásokat a témában:
①Keskeny résű lézerhuzalos többcsatornás kitöltésHegesztési módszerrel hegesztett 40 mm vastag Q345D tengeri acéllemez, az eredmények azt mutatják, hogy a megfelelő hegesztési folyamatparaméterekkel jó alakot lehet elérni,
A hegesztett kötés porozitásmentes, nincsenek hibák, például nem fúzió, a hegesztési középpont ütésállósága jó, és a hegesztés szakítószilárdsága magasabb, mint az alapanyagé;
②Az 50 mm vastag rotoracélt keskenyhúrású lézeres huzalkitöltős többrétegű hegesztéssel hegesztették, és az eredmények azt mutatták, hogy a hegesztési eljárás paraméterei megfelelőek voltak.
Jó alakíthatóságot biztosít, nincsenek hibák, például az oldalfal nem olvadt, a kötés ütésállósága csökken, de szakítószilárdsága nagyobb, mint az anyáé.
Faipari;③20 mm vastag 5083 alumíniumötvözet keskenyrés-lézeres huzalkitöltő hegesztését vizsgálták, és az eredmények azt mutatják, hogy a megfelelő hegesztési eljárásparaméterek
Kevesebb pórusú és hibák, például összeolvadás hiánya nélküli hegesztett kötés érhető el.
Alkalmazási esetek, valamint berendezés- és folyamatparaméter-ajánlások
1. Alkalmazási esetek
Javítsa a hegesztés alakítását
Követelmények: 1 mm-es és 3 mm-es rozsdamentes acél hegesztése, a hegesztési varratnak porozitásmentesnek és jó minőségűnek kell lennie.
Berendezés: RFL-C4000 (szálmag átmérője 200μm), huzaladagoló, hegesztőfej.
5. táblázat: Horony alakjára és méretére vonatkozó ajánlás
Eredmények: A formázás jó volt, és a hegesztés nem volt porozitásos, ahogy az az 5. ábrán is látható.
5. ábra Hegesztés alakítása és keresztmetszeti morfológia
Keskeny résű lézeres huzalkitöltő többrétegű hegesztés
Követelmények: 18 mm vastag Q345 tengeri acéllemez hegesztve, kevesebb hegesztési furat szükséges, nincs összeolvadásmentesség, szakítószilárdságú illesztés
A szilárdsága nagyobb, mint az alapanyagé, és a hegesztés is jobb.
Berendezés: RFL-C6000 (szálmag átmérője 400μm), huzaladagoló, hegesztőfej.
Folyamatparaméterek: a hegesztési varratnak ferdén kell éleznie, a ferde él mérete a 6. ábrán látható, a többi hegesztési folyamatparamétert pedig a 2. táblázat tartalmazza.
6. ábra Horonyméret
Eredmények: A formázás jó volt, nem volt összeolvadáshiba, és a hegesztésnek alapvetően nem volt porozitása, ahogy az a 7. ábrán látható, és a szakítóvizsgálatot elvégezték.
Bizonyított, hogy a hegesztés elszakad az alapanyagban, ami azt jelzi, hogy a kötés szakítószilárdsága nagyobb, mint az alapanyagé.
7. ÁBRA A hegesztési keresztmetszet metallográfiai diagramja
2. Berendezési és folyamatparaméter-javaslat
Javítsa a hegesztési varrat kialakítását és minőségét
Gyakori anyagok lézeres huzalhegesztéséhez a hegesztés javítása érdekében általában ajánlott a lézer és a szál magjának átmérője,
A hegesztőfejet úgy kell konfigurálni, hogy a fókuszpont átmérője 0,4 mm és 0,6 mm között legyen, és a hegesztőhuzalt a megfelelő minőségűre kell kiválasztani.
Az egyéb hegesztési paramétereket a 2. és 3. táblázat mutatja.
Keskeny résű lézeres huzalkitöltő többrétegű hegesztés
Közepes vastagságú lemezek keskenyrés-lézeres huzalkitöltős többrétegű hegesztéséhez általában 0,6 mm ~ 1,0 mm fókuszpont átmérő ajánlott.
A hegesztőhuzalnak megfelelő minőségűnek kell lennie, továbbá a hézaghorony méretének ésszerűnek kell lennie, a horony mérete nem lehet túl nagy,
Ellenkező esetben könnyen előfordulhat fúzióhiány a hegesztésben, és az általánosan ajánlott horonyméretet az 5. táblázat mutatja; A varratszámot a kötés maximális méretéhez kell igazítani.
Nagy vastagság meghatározásához, az első alsó hegesztésnél ajánlott a berendezés maximális hegesztési kapacitását használni, minden egyes mélység után egy
Általában 3 mm ~ 5 mm; Ami az egyes varratokhoz használt hegesztési folyamatparamétereket illeti, a szükséges hegesztési mélységre és a megfelelő időpontra kell támaszkodni.
Az elülső hegesztési varrat szélességét meg kell határozni. Ha a hegesztési varrat szélessége nagyobb, a fókuszálás mértékét mérsékelten növelni kell, hogy elkerüljük az oldalfal összeolvadásának hiányát.
Közzététel ideje: 2025. április 3.
