Lasersko zavarivanje je fokusiranje laserske zrake na površinu obratka kroz optičko sočivo, tako da se materijal brzo topi kako bi se formirao rastopljeni bazen, a zatim se brzo hladi kako bi se formirao zavareni spoj.Ima karakteristike velikog omjera širine i visine, velike brzine zavarivanja i beskontaktnosti s radnim komadom, što je lako postići automatiziranom proizvodnjom, tako da je ovaj proces široko korišten.Međutim, zbog složene interakcije između laserskog izvora toplote i materijala tokom procesa laserskog zavarivanja, kao i zbog posebnih fizičkih svojstava legura aluminijuma i legura bakra, materijali visoke refleksije imaju visoku lasersku refleksiju tokom zavarivanja, nestabilan proces zavarivanja, i lako proizvesti defekte poroznosti itd. problem.Kada koristite obične lasere za zavarivanje visoko reflektirajućih materijala kao što su aluminij i bakar, urušavanje ključaonice će proizvesti male rupe i prskanje.Zbog prskanja, metal vara će se smanjiti, što će rezultirati udubljenjima i neravnim površinama;štaviše, ovi materijali imaju visoku lasersku refleksiju, brzina apsorpcije je niska, a većina energije se reflektuje, što rezultira lošom fuzijom punila;Istovremeno, tokom procesa hlađenja, zbog prevelike brzine hlađenja, rastvorljivost vodonika i drugih gasova u rastopljenom bazenu je naglo smanjena i prekasno je da izađe, što rezultira porama.proizvesti.
Uobičajene metode zavarivanja za smanjenje prskanja i poroznosti
Kako smanjiti prskanje, smanjiti poroznost i postići glatki zavar predstavlja veliku poteškoću u zavarivanju materijala visokog odsjaja.Mnoge domaće i strane kompanije su također nastavile istraživati ovaj aspekt i lansirale vlastite proizvode.
(1) Korištenje glave za zavarivanje s okretnim zavarivanjem Metoda zavarivanja može dispergirati gustinu energije, poboljšati ujednačenost temperature zavarivanja i smanjiti stvaranje prskanja i pora do određene mjere.Trenutno su glavni proizvođači laserskih glava (kao što su Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin, itd.) lansirali slične glave za lasersko zavarivanje.Ali u isto vrijeme, postoje i neki nedostaci.Pošto je gustoća energije lasera smanjena, potrebno je povećati snagu ili usporiti brzinu zavarivanja.
(2) Koristite kompozitnu glavu za zavarivanje sa dvostrukom talasnom dužinom da kombinujete laser sa vlaknima i poluprovodnički laser sa kompozitnom glavom za zavarivanje sa dve talasne dužine i preklapajte se na mestu zavarivanja.Fiber laser izvodi zavarivanje dubokog prodora.Smanjite prskanje.Trenutno su proizvođači laserskih glava kao što su Jiaqiang i Wanshunxing također lansirali takve glave za zavarivanje.Međutim, ova metoda zavarivanja zahtijeva korištenje dva lasera, a kombinacija opreme je složenija.
(3) Laser sa posebnom tačkom
Najbolje isplativo rješenje je na strani lasera, mijenjajući laser Gaussove distribucije u prsten + središnje svjetlo, središnja svjetlosna tačka garantuje dubinu rastopljenog bazena, a prstenasta svjetlosna tačka igra ulogu predgrijavanja i sporog hlađenja, što se upoređuje sa gore navedenim principom kompozitnog zavarivanja dvostruke talasne dužine.slično.Tipični proizvođači lasera lansirali su slične lasere, kao što su IPG-ov AMB laser i Raycusov ABP laser.
Šta je FRM kompanije GW Laser Tech
Kao odgovor na poteškoće u zavarivanju gore navedenih materijala visoke refleksije, GW Laser je kontinuirano istraživao na putu tehnološkog razvoja i lansirao stručnjaka za zavarivanje materijala visoke refleksije – FRM (Flexible Ring Mode) dinamički laserski izlazni laser, koji može efikasno smanjiti proces zavarivanja materijala visoke refleksije.Stvaranje prskanja i poroznosti.
FRM laser spaja dva optička modula u sloj jezgre i prstenasti sloj vlakna kroz prilagođeni spojnik, spaja dva laserska snopa u jedan snop, a zatim ga fokusira na površinu obratka kako bi se formirala kompozitna tačka.Podešavanjem odgovarajućeg energetskog omjera, može se formirati relativno široka širina zavarivanja i nizak omjer širine šava zavarivanja, što može učinkovito poboljšati stabilnost ključaonice i može značajno smanjiti prskanje i smanjiti osjetljivost stomata.
FRM laser može proizvoljno kontrolirati snagu svjetlosnog jezgra vlakna i svjetla jezgre prstena.Može uključiti samo centralno svjetlo ili prstenasto svjetlo, ili se oba mogu uključiti u isto vrijeme kako bi se formirala tri moda obične tačke, prstenaste tačke i složene tačke;ako je uključeno u isto vrijeme, može Jezgra i prstenasto jezgro mogu učiniti snagu središnje jezgre većom od snage prstenastog jezgra, ili snaga središnje jezgre može biti manja od snage prstenastog jezgra, ili je snaga središnje jezgre jednaka na snagu prstenastog jezgra, a može se prebaciti ukupno pet različitih oblika tačke.
Prečnik centralne tačke je mali, a gustina energije velika.Zavarivanje se zasniva na načinu zavarivanja dubokog prodiranja, koji će stvoriti ključaonicu i formirati rastopljenu bazenu s velikim odnosom širine i visine.Međutim, ima visoke zahtjeve za odgovarajući zazor, a velika količina metalne pare pod visokim pritiskom se oslobađa kada se ključaonica formira zavarivanjem dubokog prodiranja, koja je sklona prskanju i tačkama eksplozije.Temperatura rastopljenog bazena je visoka i unutrašnji tok je nasilan, a fluktuacija otopljenog bazena je očigledna.
Prečnik prstenaste tačke je veliki, a gustina energije mala.Zavarivanje se zasniva na načinu provođenja topline, koji može formirati širi bazen rastaljenog materijala.Budući da zavarivanje termičke provodljivosti ne stvara ključnu rupu, temperatura rastopljenog bazena je niska tokom procesa zavarivanja i nema očiglednih fluktuacija otopljenog bazena.Prskanje, zavar je ravan i lijep.Međutim, zbog raspršene gustine energije, ne može se postići velika dubina prodiranja.
Kombinujući to dvoje zajedno, podešavanjem odgovarajućeg energetskog odnosa, dok centralna tačka garantuje dubinu rastopljenog bazena, prstenasto mesto povećava širinu i trajanje rastopljenog bazena, s jedne strane, poboljšava stabilnost ključaonice i smanjuje prskanje S druge strane, tok rastopljenog bazena je stabilniji, mjehurići se dugo prelijevaju, a vjerovatnoća nastanka poroznosti je smanjena.
FRM laser može pružiti ukupnu izlaznu snagu do 20KW i može fleksibilno podesiti parametre izlaznog svjetla.Prečnik izlaznog vlakna centralnog snopa je 50μm/150μm, a izlazna snaga je do 10KW;prečnik izlaznog vlakna prstenastog snopa je 150μm/300μm, a izlazna snaga je do 10KW.Centralni snop je vlaknasti laser sa talasnom dužinom od 1070 nm, a prstenasti snop može biti opremljen sa 976 nm poluprovodničkim laserom pored lasera sa vlaknima od 1070 nm kako bi se realizovalo spajanje snopova dvostruke talasne dužine i dvostrukih laserskih zraka.
FRM odličan efekat zavarivanja
Kako bi se odrazio učinak zavarivanja FRM-a, sljedeće koristi FRM laser i obični laser za zavarivanje aluminijskih legura i njihovo poređenje.
FRM laser od 1,5KW+1,5KW (50μm+150μm) korišćen je za zavarivanje legure aluminijuma 6061 debljine 3mm, u poređenju sa običnim laserom od 3KW (100μm).Može se jasno utvrditi da je prskanje kod FRM laserskog zavarivanja znatno manje nego kod običnog laserskog zavarivanja.
Zavareni uzorci su izrezani za metalografsko promatranje.Zbog efekta prstenaste tačke, šav dobijen FRM laserom ima širok gornji i donji uski oblik, a gornja i donja površina su u osnovi ravne;dok je širina šava običnog laserskog zavarivanja u osnovi u ravnini na vrhu i na dnu, a gornja površina je skupljena, a donja površina je konveksna.
Zatezna čvrstoća zavarenog šava nakon zavarivanja se testira, a zatezna čvrstoća FRM zavarivanja je bolja od one kod običnog laserskog zavarivanja.
Važne primjene FRM-a
Kina nova energetska vozila smatra jednom od svojih sedam strateških industrija.Budući da je litijumska baterija ključna komponenta novih energetskih vozila, uz kontinuirani razvoj novih energetskih vozila, ona se također široko koristi i razvija u skladu s tim.
Prema statistikama Kineskog istraživačkog instituta Puhua, globalna potražnja za litijumskim baterijama nastaviće da raste od 2017. do 2020. godine, a potražnja za opremom za litijumske baterije nastaviće da raste u narednih 3-5 godina.Brzi razvoj industrije litijumskih baterija doveo je do toga da velike kompanije povećaju izgradnju novih fabrika i širenje proizvodnih kapaciteta.
Sigurnost baterije je veoma važna.Kada dođe do relevantnog kvara, to će dovesti do veoma ozbiljnih rezultata i ugroziti živote ljudi.Među njima, faktor koji igra odlučujuću ulogu u sigurnosti električnih vozila je zavarivanje ključnih dijelova akumulatora.Najvažniji materijal na ovim pozicijama je legura aluminijuma, uključujući ventile otporne na eksploziju, zaptivke ćelija, jezičke, sabirnice, itd.;zatim materijali od bakra, kao što su stubovi, jezičci, itd. Kvalitet zavarivanja ovih pozicija direktno će uticati na pouzdanost kvaliteta baterije.
Za zavarivanje različitih dijelova baterije, FRM laser pomoću Guanghui Lasera može efikasno riješiti problem zavarivanja, ostvariti nultu prskanje pri zavarivanju, bez pora na površini, stabilno prodiranje, glatki i lijepi šavovi zavarivanja, značajno poboljšati kvalitetu zavarivanja , i efikasno osiguravaju stabilnost baterije.Seks i sigurnost.
Transformacija globalnog automobilskog tržišta u elektrifikaciju je opći trend, a pod ovim općim razvojnim trendom, mora postaviti veće zahtjeve za litijum-jonsku tehnologiju zavarivanja, a obrada litijum-jonskih baterija postala je važno tržište za domaće lasere. kompanije.Guanghui Laser će nastaviti da ulaže napore u oblasti zavarivanja litijumskih baterija.Kroz nezavisnu inovaciju, laserske iterativne nadogradnje će se provoditi kako bi se pomoglo kupcima da poboljšaju procese zavarivanja i poboljšaju sigurnost i konkurentnost proizvoda.
Autor：GW Inženjer za laserske aplikacije Jiaxing Gu
Vrijeme objave: Feb-15-2022