Laserkeevitus on laserkiire fokuseerimine tooriku pinnale läbi optilise läätse, nii et materjal sulab kiiresti sulabasseini moodustamiseks ja seejärel jahutatakse kiiresti keevisliide moodustamiseks.Sellel on suure kuvasuhte, kiire keevituskiiruse ja toorikuga mittekontakti omadused, mida on lihtne saavutada automatiseeritud tootmine, seega on seda protsessi laialdaselt kasutatud.Kuid tänu laseri soojusallika ja materjali keerulisele interaktsioonile laserkeevitusprotsessi ajal, samuti alumiiniumi- ja vasesulamite eriliste füüsikaliste omaduste tõttu on suure peegeldusega materjalidel keevitamise ajal kõrge laserpeegeldusvõime, ebastabiilne keevitusprotsess, ja lihtne tekitada poorsusdefekte jms probleem.Kui kasutate tavalisi lasereid tugevalt peegeldavate materjalide (nt alumiiniumi ja vase) keevitamiseks, tekivad võtmeaugu kokkuvarisemisel väikesed augud ja pritsmed.Pritsmete tõttu väheneb keevismetall, mille tagajärjeks on süvendid ja ebatasased pinnad;lisaks on neil materjalidel kõrge laserpeegeldusvõime, neeldumiskiirus on madal ja suurem osa energiast peegeldub, mille tulemuseks on täiteaine halb sulandumine;samal ajal väheneb jahutusprotsessi käigus liigse jahutuskiiruse tõttu vesiniku ja muude gaaside lahustuvus sulabasseinis järsult ning väljumiseks on liiga hilja, mille tulemusena tekivad poorid.toota.
Peamised keevitusmeetodid pritsmete ja poorsuse vähendamiseks
Pritsmete vähendamine, poorsuse vähendamine ja sujuva keevisõmbluse saavutamine on suure peegeldusega materjalide keevitamisel suur raskus.Paljud kodu- ja välismaised ettevõtted on samuti jätkanud selle aspekti uurimist ja toonud turule oma tooteid.
(1) Pöördkeevituspea kasutamine Pöördkeevitusmeetod võib hajutada energiatihedust, parandada keevisõmbluse temperatuuri ühtlust ning vähendada teatud määral pritsmete ja pooride teket.Praegu on peamised laserpeade tootjad (nagu Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin jt) turule toonud sarnased laserkeevituspead.Kuid samal ajal on ka mõningaid puudusi.Kuna laseri energiatihedus väheneb, tuleb võimsust suurendada või keevituskiirust aeglustada.
(2) Kasutage kahe lainepikkusega komposiitkeevituspead, et kombineerida kiudlaserit ja pooljuhtlaserit kahe lainepikkusega komposiitkeevituspeaga ning kattuda keevituspunktis.Kiudlaser teostab sügavat läbitungimiskeevitust.Minimeeri pritsimine.Praegu on sellised keevituspead turule toonud ka laserpeade tootjad, nagu Jiaqiang ja Wanshunxing.See keevitusmeetod nõuab aga kahe laseri kasutamist ja seadmete kombineerimine on keerulisem.
(3) Spetsiaalse kohaga laser
Parim kulutõhus lahendus on laseri poolel, muutes Gaussi jaotuslaseri rõngas + keskvalguseks, keskmine valguspunkt tagab sulabasseini sügavuse ning rõngasvalguspunkt täidab eelsoojenduse ja aeglase jahutamise rolli, mis võrreldakse ülalmainitud kahe lainepikkusega komposiitkeevituspõhimõttega.sarnased.Tüüpilised laseritootjad on turule toonud sarnased laserid, nagu IPG AMB laser ja Raycus ABP laser.
Mis on GW Laser Techi FRM?
Vastuseks ülalmainitud suure peegelduvusega materjalide keevitusraskustele on GW Laser pidevalt tehnoloogia arengu teel uurinud ning turule toonud suure peegeldusega materjalide keevitamise eksperdi – FRM (Flexible Ring Mode) dünaamilise punktväljundlaseri, mis võib tõhusalt vähendada suure peegeldusega materjalide keevitusprotsessi.Pritsmete ja poorsuse tekitamine.
FRM-laser ühendab kaks optilist moodulit kiu südamikukihi ja rõngassüdamiku kihiga kohandatud siduri kaudu, ühendab kaks laserkiirt üheks kiireks ja seejärel fokuseerib selle tooriku pinnale, moodustades komposiitpunkti.Sobiva energiasuhte reguleerimisega saab moodustada suhteliselt laia keevituslaiuse ja madala keevitusõmbluse kuvasuhte, mis võib tõhusalt parandada võtmeaugu stabiilsust ning oluliselt vähendada pritsmeid ja vähendada stomati tundlikkust.
FRM-laser saab meelevaldselt juhtida kiudsüdamiku valguse ja rõngassüdamiku valguse võimsust.See saab sisse lülitada ainult keskvalguse või rõngavalguse või mõlemad korraga, et moodustada kolm tavalist täppi, rõngakujulist täppi ja liitlaiku;kui see on samal ajal sisse lülitatud, võib see südamiku ja rõngassüdamiku võimsus muuta rõngasüdamiku võimsusest suuremaks või kesksüdamiku võimsus võib olla väiksem kui rõngasüdamiku võimsus või kesksüdamiku võimsus on võrdne rõnga südamiku võimsusele ja kokku saab vahetada viit erinevat täpikuju.
Keskpunkti läbimõõt on väike ja energiatihedus kõrge.Keevitamine põhineb sügava läbitungimisega keevitusrežiimil, mis tekitab võtmeaugu ja moodustab suure kuvasuhtega sulabasseini.Sellel on aga kõrged nõuded sobituspilule ja võtmeaugu moodustamisel sügava läbitungimiskeevitusega eraldub suur hulk kõrgsurve metalliauru, mis on altid pritsme- ja plahvatuspunktidele.Sulabasseini temperatuur on kõrge ja sisevool on äge ning sulabasseini kõikumine on ilmne.
Rõngakujulise laigu läbimõõt on suur ja energiatihedus väike.Keevitamine põhineb soojusjuhtivuse režiimil, mis võib moodustada laiema sulabasseini.Kuna soojusjuhtivusega keevitus ei moodusta võtmeauku, on sulabasseini temperatuur keevitusprotsessi ajal madal ja sulabasseini kõikumine ei ole ilmne.Pritsmed, keevisõmblus on tasane ja ilus.Kuid hajutatud energiatiheduse tõttu ei ole võimalik saavutada suurt läbitungimissügavust.
Nende kahe kombineerimisel, reguleerides sobivat energiasuhet, samal ajal kui keskpunkt tagab sulabasseini sügavuse, suurendab rõngakujuline koht sulabasseini laiust ja kestust, parandab ühelt poolt võtmeaugu stabiilsust ja vähendab pritsimine Teisest küljest on sulabasseini vool stabiilsem, mullid voolavad pikka aega üle ja poorsuse tekkimise tõenäosus väheneb.
FRM-laser suudab pakkuda kuni 20KW koguväljundvõimsust ja väljundvalguse parameetreid paindlikult reguleerida.Kesktala väljundkiu läbimõõt on 50μm/150μm ja väljundvõimsus kuni 10KW;rõngastala väljundkiu läbimõõt on 150μm/300μm ja väljundvõimsus kuni 10KW.Keskkiir on kiudlaser, mille lainepikkus on 1070 nm, ja rõngaskiirt saab lisaks 1070 nm kiudlaserile varustada ka 976 nm pooljuhtlaseriga, et võimaldada kahe lainepikkusega ja kahe laserkiirte ühendamist.
FRM suurepärane keevitusefekt
FRM-i keevitusefekti kajastamiseks kasutatakse alumiiniumsulamite keevitamiseks ja võrdlemiseks FRM-laserit ja tavalist laserit.
1,5 KW + 1,5 KW (50 μm + 150 μm) FRM laserit kasutati 6061 alumiiniumsulami keevitamiseks paksusega 3 mm ja seda võrreldi 3 kW (100 μm) tavalise laseriga.Selgelt on näha, et FRM laserkeevituse pritsmed on oluliselt väiksemad kui tavalisel laserkeevitamisel.
Keevitatud proovid lõigati metallograafiliseks vaatluseks lahti.Rõngakujulise täpi mõju tõttu on FRM-laseriga saadud keevisõmblus ülalt ja alt laia kitsa kujuga ning ülemine ja alumine pind on põhimõtteliselt tasased;samas kui tavalise laserkeevituse keevisõmbluse laius on üla- ja alaosas põhimõtteliselt ühtlane ning ülemine pind on kokku varisenud ja alumine pind on kumer.
Katsetatakse keevisõmbluse tõmbetugevust pärast keevitamist ja FRM-keevituse tõmbetugevus on parem kui tavalisel laserkeevitamisel.
FRM-i olulised rakendused
Hiina peab uusi energiasõidukeid üheks oma seitsmest strateegilisest tööstusharust.Kuna võimsusega liitiumaku on uute energiasõidukite põhikomponent, siis uute energiasõidukite pideva väljatöötamise käigus kasutatakse seda ka laialdaselt ja arendatakse vastavalt.
Puhua Hiina uurimisinstituudi statistika kohaselt kasvab ülemaailmne nõudlus liitiumakude järele aastatel 2017–2020 ning nõudlus liitiumakuseadmete järele kasvab ka järgmise 3-5 aasta jooksul.Liitiumakude tööstuse kiire areng on pannud suurettevõtted suurendama uute tehaste ehitamist ja tootmisvõimsuste laiendamist.
Akukomplekti ohutus on väga oluline.Kui vastav rike ilmneb, toob see kaasa väga tõsiseid tagajärgi ja ohustab inimeste elusid.Nende hulgas on elektrisõidukite ohutuses määravaks teguriks elektriaku põhiosade keevitamine.Nendes positsioonides on kõige olulisem materjal alumiiniumsulam, sealhulgas plahvatuskindlad ventiilid, elemenditihendid, sakid, siinid jne;sellele järgnevad vaskmaterjalid, nagu postid, sakid jne. Nende positsioonide keevitamise kvaliteet mõjutab otseselt akukomplekti kvaliteedi usaldusväärsust.
Toiteaku erinevate osade keevitamiseks saab Guanghui Laserit kasutav FRM-laser tõhusalt lahendada keevitusprobleemi, realiseerida keevitamisel pritsmeteta, pinnal puuduvad poorid, stabiilne läbitungimine, sile ja ilus keevitusõmblus, parandab oluliselt keevituskvaliteeti. ja tagavad tõhusalt toiteaku stabiilsuse.Seks ja turvalisus.
Ülemaailmse autoturu ümberkujundamine elektrifitseerimiseks on üldine suundumus ja selle üldise arengutendentsi kohaselt seab see liitiumioonkeevitustehnoloogiale kindlasti kõrgemad nõuded ning liitium-ioonaku töötlemisest on saanud kodumaise laseriga oluline turg. ettevõtted.Guanghui Laser jätkab pingutuste tegemist liitiumaku keevitamise valdkonnas.Sõltumatu innovatsiooni kaudu viiakse läbi laserite iteratiivseid uuendusi, et aidata klientidel keevitusprotsesse täiustada ning suurendada tooteohutust ja konkurentsivõimet.
Autor: GW laserrakenduste insener Jiaxing Gu
Postitusaeg: 15. veebruar 2022