Лазерното заваряване е фокусиране на лазерния лъч върху повърхността на детайла през оптична леща, така че материалът бързо да се разтопи, за да се образува разтопена вана, и след това бързо да се охлади, за да се образува заварена връзка.Той има характеристиките на голямо съотношение на страните, висока скорост на заваряване и липса на контакт с детайла, което е лесно за постигане Автоматизирано производство, така че този процес е широко използван.Въпреки това, поради сложното взаимодействие между източника на лазерна топлина и материала по време на процеса на лазерно заваряване, както и специалните физични свойства на алуминиевите сплави и медните сплави, материалите с високо отразяване имат висока лазерна отразяваща способност по време на заваряване, нестабилен процес на заваряване, и лесни за производство дефекти на порьозност и др. проблем.Когато използвате обикновени лазери за заваряване на силно отразяващи материали като алуминий и мед, свиването на ключалката ще доведе до малки дупки и пръски.Поради пръските, заваръчният метал ще бъде намален, което ще доведе до вдлъбнатини и неравни повърхности;освен това, тези материали имат висока лазерна отразяваща способност, степента на абсорбция е ниска и по-голямата част от енергията се отразява, което води до лошо сливане на пълнителя;в същото време, по време на процеса на охлаждане, поради прекомерната скорост на охлаждане, разтворимостта на водород и други газове в разтопения басейн е рязко намалена и е твърде късно да избяга, което води до пори.произвеждат.
Основни методи за заваряване за намаляване на пръски и порьозност
Как да се намалят пръските, да се намали порьозността и да се получи гладка заварка е основна трудност при заваряването на материали с висока степен на отразяване.Много местни и чуждестранни компании също продължиха да изследват този аспект и пуснаха свои собствени продукти.
(1) Използване на въртяща се заваръчна глава Методът на въртящо се заваряване може да разпръсне енергийната плътност, да подобри равномерността на температурата на заваръчния шев и да намали генерирането на пръски и пори до известна степен.Понастоящем основните производители на лазерни глави (като Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin и т.н.) са пуснали подобни люлеещи се лазерни заваръчни глави.Но в същото време има някои недостатъци.Тъй като енергийната плътност на лазера е намалена, мощността трябва да се увеличи или скоростта на заваряване трябва да се забави.
(2) Използвайте композитна заваръчна глава с двойна дължина на вълната, за да комбинирате оптичния лазер и полупроводниковия лазер с композитната заваръчна глава с двойна дължина на вълната и се припокриват в точката на заваряване.Фибролазерът извършва заваряване с дълбоко проникване.Минимизирайте пръскането.В момента производители на лазерни глави като Jiaqiang и Wanshunxing също пуснаха такива заваръчни глави.Този метод на заваряване обаче изисква използването на два лазера, а комбинацията от оборудване е по-сложна.
(3) Лазер със специално петно
Най-доброто рентабилно решение е от страна на лазера, променяйки разпределителния лазер на Гаус на пръстен + централна светлина, централното светлинно петно гарантира дълбочината на разтопения басейн, а пръстеновидното светлинно петно играе ролята на предварително загряване и бавно охлаждане, което се сравнява с гореспоменатия принцип на композитно заваряване с двойна дължина на вълната.подобен.Типичните производители на лазери пуснаха подобни лазери, като AMB лазера на IPG и ABP лазера на Raycus.
Какво е FRM на GW Laser Tech
В отговор на трудностите при заваряване на гореспоменатите материали с висока степен на отразяване, GW Laser непрекъснато проучва по пътя на технологичното развитие и пусна експерт по заваряване на материали с висока степен на отразяване – FRM (Flexible Ring Mode) лазер с динамичен точков изход, който може ефективно да намали процеса на заваряване на материали с висока степен на отразяване.Генериране на пръски и порьозност.
FRM лазерът свързва два оптични модула в основния слой и пръстеновидния сърцевинен слой на влакното чрез персонализиран съединител, свързва двата лазерни лъча в един лъч и след това го фокусира върху повърхността на детайла, за да образува композитно петно.Чрез регулиране на подходящото енергийно съотношение може да се формира сравнително широка ширина на заваряване и ниско аспектно съотношение на заваръчния шев, което може ефективно да подобри стабилността на ключалката и може значително да намали пръскането и да намали чувствителността на устицата.
FRM лазерът може произволно да контролира силата на светлината на сърцевината на влакното и светлината на сърцевината на пръстена.Може да включи само централната светлина или пръстеновидната светлина, или и двете могат да бъдат включени едновременно, за да образуват три режима на обикновено място, пръстеновидно място и комбинирано място;ако е включено едновременно, то може. Ядрото и пръстеновидното ядро могат да направят мощността на централното ядро по-голяма от мощността на пръстеновидното ядро или мощността на централното ядро може да бъде по-малка от мощността на пръстеновидното ядро или мощността на централното ядро да е равна към мощността на сърцевината на пръстена и могат да се превключват общо пет различни форми на петна.
Диаметърът на централното петно е малък, а енергийната плътност е висока.Заваряването се основава на режима на заваряване с дълбоко проникване, който ще произведе ключалка и ще образува разтопен басейн с голямо аспектно съотношение.Въпреки това, той има високи изисквания към съвпадащата междина и голямо количество метални пари под високо налягане се отделят, когато ключалката е оформена чрез заваряване с дълбоко проникване, което е предразположено към точки на пръскане и експлозия.Температурата на разтопения басейн е висока и вътрешният поток е силен, а флуктуацията на разтопения басейн е очевидна.
Диаметърът на пръстеновидното петно е голям, а енергийната плътност е малка.Заваряването се основава на режима на топлопроводимост, който може да образува по-широк разтопен басейн.Тъй като заваряването чрез термична проводимост не образува ключов отвор, температурата на разтопения басейн е ниска по време на процеса на заваряване и няма очевидни колебания на разтопения басейн.Пръски, заваръчният шев е равен и красив.Въпреки това, поради разпръснатата енергийна плътност, не може да се получи голяма дълбочина на проникване.
Комбинирането на двете заедно, чрез регулиране на подходящото енергийно съотношение, докато централното петно гарантира дълбочината на разтопения басейн, пръстеновидното място увеличава ширината и продължителността на разтопения басейн, от една страна, подобрява стабилността на ключалката и намалява пръскане От друга страна, потокът от разтопения басейн е по-стабилен, мехурчетата преливат за дълго време и вероятността от образуване на порьозност е намалена.
Лазерът FRM може да осигури обща изходна мощност до 20KW и може гъвкаво да регулира параметрите на изходната светлина.Диаметърът на изходното влакно на централния лъч е 50μm/150μm, а изходната мощност е до 10KW;диаметърът на изходното влакно на пръстеновидния лъч е 150μm/300μm, а изходната мощност е до 10KW.Централният лъч е влакнест лазер с дължина на вълната 1070 nm, а пръстеновидният лъч може да бъде оборудван с 976 nm полупроводников лазер в допълнение към 1070 nm влакнест лазер, за да се реализира комбинирането на лъчи с двойна дължина на вълната и двоен лазер.
FRM отличен заваръчен ефект
За да се отрази заваръчният ефект на FRM, по-долу се използват FRM лазер и обикновен лазер за заваряване на алуминиеви сплави и тяхното сравняване.
1,5KW+1,5KW (50μm+150μm) FRM лазер беше използван за заваряване на 6061 алуминиева сплав с дебелина 3mm и сравнен с 3KW (100μm) обикновен лазер.Може ясно да се установи, че пръските при FRM лазерно заваряване са значително по-малки от тези при обикновено лазерно заваряване.
Заварените проби бяха разрязани за металографско наблюдение.Поради ефекта на пръстеновидното петно, заваръчният шев, получен от FRM лазера, има широка горна и долна тясна форма, а горната и долната повърхност са основно плоски;докато ширината на заваръчния шев на обикновеното лазерно заваряване е основно изравнена в горната и долната част, като горната повърхност е свита, а долната повърхност е изпъкнала.
Изпитва се якостта на опън на заварения шев след заваряване и якостта на опън на FRM заваряване е по-добра от тази на обикновеното лазерно заваряване.
Важни приложения на FRM
Китай разглежда новите енергийни превозни средства като една от своите седем стратегически индустрии.Тъй като захранващият литиев батериен пакет е ключов основен компонент на новите енергийни превозни средства, с непрекъснатото развитие на нови енергийни превозни средства, той също се използва широко и се развива съответно.
Според статистиката на Китайския изследователски институт на Пухуа, глобалното търсене на литиеви батерии ще продължи да нараства от 2017 г. до 2020 г., а търсенето на оборудване за литиеви батерии ще продължи да расте през следващите 3-5 години.Бързото развитие на индустрията за литиеви батерии накара големите компании да увеличат строителството на нови фабрики и разширяването на производствения капацитет.
Безопасността на батерията е много важна.След като се случи съответният провал, той ще доведе до много сериозни резултати и ще застраши живота на хората.Сред тях факторът, който играе решаваща роля за безопасността на електрическите превозни средства, е заваряването на ключови части от захранващия акумулаторен пакет.Най-важният материал в тези позиции е алуминиева сплав, включително взривозащитени клапани, уплътнения на клетки, зъбци, шини и др.;последвано от медни материали, като стълбове, щифтове и др. Качеството на заваряване на тези позиции ще повлияе пряко върху надеждността на качеството на батерията.
За заваряване на различни части на захранващата батерия, FRM лазерът, използващ Guanghui Laser, може ефективно да реши проблема със заваряването, да реализира нулево пръскане при заваряване, без пори на повърхността, стабилно проникване, гладък и красив заваръчен шев, значително да подобри качеството на заваряване и ефективно гарантират стабилността на захранващата батерия.Секс и безопасност.
Трансформацията на глобалния автомобилен пазар към електрификация е общата тенденция и при тази обща тенденция на развитие, той е длъжен да постави по-високи изисквания за литиево-йонна технология за заваряване, а обработката на литиево-йонни батерии се превърна във важен пазар за домашни лазери фирми.Guanghui Laser ще продължи да полага усилия в областта на заваряването на литиеви батерии.Чрез независими иновации ще се извършват лазерни итеративни надстройки, за да се помогне на клиентите да подобрят процесите на заваряване и да подобрят безопасността и конкурентоспособността на продуктите.
Автор: GW Лазерен инженер Jiaxing Gu
Време на публикуване: 15 февруари 2022 г