Lasersvejsning er at fokusere laserstrålen på overfladen af emnet gennem en optisk linse, så materialet hurtigt smeltes for at danne en smeltet pool og derefter hurtigt afkøles for at danne en svejset samling.Det har karakteristika af stort aspektforhold, hurtig svejsehastighed og ikke-kontakt med emnet, hvilket er let at opnå Automatiseret produktion, så denne proces har været meget brugt.Men på grund af den komplekse interaktion mellem laservarmekilden og materialet under lasersvejseprocessen, samt de særlige fysiske egenskaber af aluminiumlegeringer og kobberlegeringer, har højreflekterende materialer høj laserreflektivitet under svejsning, ustabil svejseproces, og let at producere porøsitetsdefekter osv. problem.Når man bruger almindelige lasere til at svejse højreflekterende materialer som aluminium og kobber, vil sammenbrud af nøglehullet give små huller og stænk.På grund af stænkene vil svejsemetallet blive reduceret, hvilket resulterer i gruber og ujævne overflader;desuden har disse materialer høj laserreflektivitet. Absorptionshastigheden er lav, og det meste af energien reflekteres, hvilket resulterer i dårlig sammensmeltning af fyldstoffet;samtidig, under afkølingsprocessen, på grund af den for høje afkølingshastighed, er opløseligheden af brint og andre gasser i den smeltede pool kraftigt reduceret, og det er for sent at slippe ud, hvilket resulterer i porer.fremstille.
Almindelige svejsemetoder for at reducere sprøjt og porøsitet
Hvordan man reducerer sprøjt, reducerer porøsitet og opnår en glat svejsning er en stor vanskelighed ved svejsning af højreflekterende materialer.Mange indenlandske og udenlandske virksomheder har også fortsat med at udforske dette aspekt og har lanceret deres egne produkter.
(1) Brug af svingsvejsehovedet Svingsvejsemetoden kan sprede energitætheden, forbedre ensartetheden af svejsetemperaturen og reducere dannelsen af sprøjt og porer til en vis grad.På nuværende tidspunkt har mainstream-laserhovedproducenter (såsom Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin osv.) lanceret lignende swinglasersvejsehoveder.Men samtidig er der nogle ulemper.Da laserens energitæthed reduceres, skal effekten øges eller svejsehastigheden sænkes.
(2) Brug et sammensat svejsehoved med to bølgelængder til at kombinere fiberlaseren og halvlederlaseren med det sammensatte svejsehoved med dobbelt bølgelængde og overlappe hinanden ved svejsepunktet.Fiberlaseren udfører dyb penetrationssvejsning.Minimer sprøjt.På nuværende tidspunkt har producenter af laserhoveder som Jiaqiang og Wanshunxing også lanceret sådanne svejsehoveder.Denne svejsemetode kræver dog brug af to lasere, og udstyrskombinationen er mere kompliceret.
(3) Laser med speciel spot
Den bedste omkostningseffektive løsning er på lasersiden, ved at ændre den Gaussiske distributionslaser til ring + centerlys, centerlyspunktet garanterer dybden af den smeltede pool, og ringlyspletten spiller rollen som forvarmning og langsom afkøling, hvilket sammenlignes med det ovennævnte dobbeltbølgelængde-kompositsvejseprincip.lignende.Typiske laserproducenter har lanceret lignende lasere, såsom IPG's AMB-laser og Raycus' ABP-laser.
Hvad er FRM for GW Laser Tech
Som svar på svejsevanskelighederne ved de ovennævnte højreflekterende materialer har GW Laser løbende udforsket den teknologiske udviklings vej og lanceret en højreflekterende materialesvejseekspert – FRM (Flexible Ring Mode) dynamisk punktudgangslaser, som kan effektivt reducere svejseprocessen af højreflekterende materialer.Generering af sprøjt og porøsitet.
FRM-laseren kobler to optiske moduler ind i kernelaget og fiberens ringkernelag gennem en tilpasset kobler, kobler de to laserstråler til en stråle og fokuserer den derefter på overfladen af emnet for at danne en sammensat plet.Ved at justere det passende energiforhold, kan der dannes en relativt bred svejsebredde og et lavt svejsesøm aspektforhold, hvilket effektivt kan forbedre stabiliteten af nøglehullet og kan reducere sprøjt betydeligt og reducere stomatal følsomhed.
FRM-laseren kan vilkårligt styre styrken af fiberkernelyset og ringkernelyset.Det kan kun tænde det centrale lys eller ringlyset, eller begge kan tændes på samme tid for at danne tre tilstande af almindelig plet, ringformet plet og sammensat plet;hvis den er tændt på samme tid, kan den. Kernen og ringkernen kan gøre centerkernens effekt større end ringkerneeffekten, eller centerkernens effekt kan være mindre end ringkernens effekt, eller centerkernens effekt er ens til ringkernekraften, og der kan skiftes i alt fem forskellige pletformer.
Diameteren af den centrale plet er lille, og energitætheden er høj.Svejsningen er baseret på dyb penetration svejsetilstand, som vil producere et nøglehul og danne en smeltet pool med et stort billedformat.Det stiller dog høje krav til den matchende spalte, og der frigives en stor mængde højtryksmetaldamp, når nøglehullet dannes ved dyb penetrationssvejsning, som er tilbøjelig til sprøjt og eksplosionspunkter.Temperaturen i den smeltede pool er høj, og det indre flow er voldsomt, og udsvingene i den smeltede pool er tydelige.
Diameteren af den ringformede plet er stor, og energitætheden er lille.Svejsningen er baseret på varmeledningstilstanden, som kan danne en bredere smeltet pool.Da den termiske ledningssvejsning ikke danner et nøglehul, er smeltebassinets temperatur lav under svejseprocessen, og der er ingen tydelige fluktuationer i smeltebassinet.Sprøjt, svejsningen er flad og smuk.Men på grund af den spredte energitæthed kan en stor indtrængningsdybde ikke opnås.
Ved at kombinere de to sammen ved at justere det passende energiforhold, mens den centrale plet garanterer dybden af smeltebadet, øger den ringformede plet bredden og varigheden af den smeltede pool, på den ene side forbedrer stabiliteten af nøglehullet og reducerer sprøjt På den anden side er flowet af smeltebassinet mere stabilt, boblerne løber over i lang tid, og sandsynligheden for porøsitetsdannelse er reduceret.
FRM-laseren kan give en samlet udgangseffekt på op til 20KW og kan fleksibelt justere parametrene for udgangslyset.Diameteren af den centrale stråleudgangsfiber er 50μm/150μm, og udgangseffekten er op til 10KW;diameteren af ringstråleudgangsfiberen er 150μm/300μm, og udgangseffekten er op til 10KW.Centerstrålen er en fiberlaser med en bølgelængde på 1070nm, og ringstrålen kan udstyres med en 976nm halvlederlaser ud over 1070nm fiberlaseren for at realisere sammensætningen af dobbeltbølgelængde og dobbeltlaserstråler.
FRM fremragende svejseeffekt
For at afspejle svejseeffekten af FRM bruger følgende FRM-laser og almindelig laser til at svejse aluminiumslegeringer og sammenligne dem.
En 1,5KW+1,5KW (50μm+150μm) FRM-laser blev brugt til at svejse 6061 aluminiumslegering med en tykkelse på 3mm, og sammenlignet med en 3KW (100μm) almindelig laser.Det kan tydeligt konstateres, at sprøjtet ved FRM-lasersvejsning er væsentligt mindre end ved almindelig lasersvejsning.
De svejsede prøver blev skåret op til metallografisk observation.På grund af effekten af den ringformede plet har svejsningen opnået af FRM-laseren en bred top og bund smal form, og de øvre og nedre overflader er grundlæggende flade;mens svejsebredden af den almindelige lasersvejsning stort set flugter i top og bund, og topfladen er sammenklappet og bundfladen er konveks.
Trækstyrken af den svejste søm efter svejsning testes, og trækstyrken ved FRM-svejsning er bedre end ved almindelig lasersvejsning.
Vigtige anvendelser af FRM
Kina betragter nye energikøretøjer som en af sine syv strategiske industrier.Da power lithium-batteripakken er en vigtig kernekomponent i nye energikøretøjer, med den kontinuerlige udvikling af nye energikøretøjer, er den også meget brugt og udviklet i overensstemmelse hermed.
Ifølge statistikker fra China Research Institute of Puhua vil den globale efterspørgsel efter lithiumbatterier fortsætte med at stige fra 2017 til 2020, og efterspørgslen efter lithiumbatteriudstyr vil fortsætte med at vokse i de næste 3-5 år.Den hurtige udvikling af lithiumbatteriindustrien har fået store virksomheder til at øge opførelsen af nye fabrikker og udvidelsen af produktionskapaciteten.
Batteripakkens sikkerhed er meget vigtig.Når først den relevante fejl opstår, vil det føre til meget alvorlige resultater og true menneskers liv.Blandt dem er den faktor, der spiller en afgørende rolle for sikkerheden af elektriske køretøjer, svejsningen af nøgledele af batteripakken.Det vigtigste materiale i disse positioner er aluminiumslegering, inklusive eksplosionssikre ventiler, celletætninger, faner, samleskinner osv.;efterfulgt af kobbermaterialer, såsom stænger, faner osv. Svejsekvaliteten af disse positioner vil direkte påvirke pålideligheden af kvaliteten af batteripakken.
Til svejsning af forskellige dele af strømbatteriet kan FRM-laseren ved hjælp af Guanghui Laser effektivt løse svejseproblemet, realisere nul sprøjt i svejsning, ingen porer på overfladen, stabil indtrængning, glat og smuk svejsesøm, forbedre svejsekvaliteten betydeligt , og effektivt sikre stabiliteten af strømbatteriet.Sex og sikkerhed.
Transformationen af det globale bilmarked til elektrificering er den generelle tendens, og under denne generelle udviklingstendens er det bundet til at stille højere krav til lithium-ion-svejseteknologi, og lithium-ion-batteribehandling er blevet et vigtigt marked for indenlandsk laser virksomheder.Guanghui Laser vil fortsætte med at gøre en indsats inden for lithiumbatterisvejsning.Gennem uafhængig innovation vil der blive udført laser iterative opgraderinger for at hjælpe kunder med at forbedre svejseprocesser og forbedre produktsikkerhed og konkurrenceevne.
Forfatter: GW laserapplikationsingeniør Jiaxing Gu
Indlægstid: 15-feb-2022