A lézeres hegesztés célja, hogy a lézersugarat a munkadarab felületére fókuszálja egy optikai lencsén keresztül, így az anyag gyorsan megolvad, olvadt medencét képezve, majd gyorsan lehűtve hegesztett kötést képez.Jellemzői a nagy méretarány, a gyors hegesztési sebesség és a munkadarabbal való érintkezésmentesség, ami könnyen megvalósítható Automatizált gyártás, ezért ezt az eljárást széles körben használják.Azonban a lézeres hőforrás és az anyag lézeres hegesztési folyamat közbeni összetett kölcsönhatása, valamint az alumíniumötvözetek és rézötvözetek speciális fizikai tulajdonságai miatt a nagy reflexiós anyagok hegesztés közben nagy lézervisszaverő képességgel rendelkeznek, instabil hegesztési folyamat, és könnyen előállítható porozitási hibák stb. probléma.Ha közönséges lézereket használnak erősen visszaverő anyagok, például alumínium és réz hegesztésére, a kulcslyuk összeomlása kis lyukakat és fröccsenést eredményez.A kifröccsenések miatt a hegesztési fém mennyisége csökken, ami gödröket és egyenetlen felületeket eredményez;ezenkívül ezek az anyagok nagy lézervisszaverő képességgel rendelkeznek. Az abszorpciós sebesség alacsony, és az energia nagy része visszaverődik, ami a töltőanyag rossz fúzióját eredményezi;ugyanakkor a hűtési folyamat során a túlzott hűtési sebesség miatt a hidrogén és más gázok oldhatósága az olvadt medencében erősen lecsökken, és már későn távozik, ami pórusokat eredményez.előállítani.
Általános hegesztési módszerek a fröcskölés és a porozitás csökkentésére
A fröcskölés csökkentése, a porozitás csökkentése és a sima varrat elérése nagy nehézséget jelent a nagy tükröződésű anyagok hegesztésekor.Számos hazai és külföldi cég is folytatta ennek a szempontnak a feltárását, és piacra dobta saját termékeit.
(1) A lengőhegesztőfej használata A lengőhegesztési módszer eloszlathatja az energiasűrűséget, javíthatja a hegesztési hőmérséklet egyenletességét, és bizonyos mértékig csökkentheti a fröcskölés és a pórusok képződését.Jelenleg a mainstream lézerfej-gyártók (például Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin stb.) hasonló lengő lézerhegesztőfejeket dobtak piacra.De ugyanakkor vannak hátrányai is.Mivel a lézer energiasűrűsége csökken, a teljesítményt növelni kell, vagy a hegesztési sebességet le kell lassítani.
(2) Használjon kettős hullámhosszú kompozit hegesztőfejet a szálas lézer és a félvezető lézer kombinálásához a kettős hullámhosszú kompozit hegesztőfejjel, és helyezze át a hegesztési pontot.A szálas lézer mély behatolású hegesztést végez.Minimalizálja a fröccsenést.Jelenleg a lézerfejgyártók, például a Jiaqiang és a Wanshunxing is piacra dobtak ilyen hegesztőfejeket.Ez a hegesztési módszer azonban két lézer használatát igényli, és a berendezések kombinációja bonyolultabb.
(3) Lézer speciális folttal
A legjobb költséghatékony megoldás a lézer oldalon van, a Gauss-eloszlású lézert gyűrű + középső fényre cserélve, a középső fényfolt garantálja az olvadt medence mélységét, a gyűrűs fényfolt pedig az előmelegítés és a lassú hűtés szerepét tölti be, ami összehasonlítjuk a fent említett kettős hullámhosszú kompozit hegesztési elvvel.hasonló.A tipikus lézergyártók hasonló lézereket dobtak piacra, például az IPG AMB lézerét és a Raycus ABP lézerét.
Mi a GW Laser Tech FRM-je?
A fent említett nagy reflexiós anyagok hegesztési nehézségeire válaszul a GW Laser folyamatosan kutatta a technológiai fejlődés útját, és piacra dobta a nagy reflexiós anyaghegesztési szakértőt – FRM (Flexible Ring Mode) dinamikus pontkimeneti lézert, amely hatékonyan csökkentheti a nagy reflexiós anyagok hegesztési folyamatát.Fröccsenés és porozitás generálása.
Az FRM lézer két optikai modult csatol a szál magrétegébe és a gyűrűs magrétegbe egy egyedi csatolón keresztül, a két lézersugarat egy sugárba kapcsolja, majd a munkadarab felületére fókuszálva kompozit foltot képez.A megfelelő energiaarány beállításával viszonylag széles hegesztési szélesség és alacsony hegesztési varrat oldalarány alakítható ki, amely hatékonyan javíthatja a kulcslyuk stabilitását, és jelentősen csökkentheti a fröcskölést és a sztóma érzékenységét.
Az FRM lézer tetszőlegesen szabályozhatja a szálmag fényének és a gyűrűmag fényének teljesítményét.Csak a központi lámpát vagy a gyűrűs lámpát tudja felkapcsolni, vagy mindkettő bekapcsolható egyidejűleg, hogy három módot képezzen: közönséges folt, gyűrűs folt és összetett folt;ha egyidejűleg be van kapcsolva, akkor a mag és a gyűrűmag megnövelheti a középső mag teljesítményét a gyűrűmag teljesítményénél, vagy a középső mag teljesítménye kisebb lehet, mint a gyűrűmag teljesítménye, vagy a középső mag teljesítménye egyenlő a gyűrűmag teljesítményére, és összesen öt különböző foltforma váltható.
A központi folt átmérője kicsi, az energiasűrűség pedig nagy.A hegesztés a mély behatolású hegesztési módon alapul, amely kulcslyukat hoz létre, és nagy oldalarányú olvadt medencét képez.Ugyanakkor magas követelményeket támaszt az illesztési résszel szemben, és nagy mennyiségű nagynyomású fémgőz szabadul fel, amikor a kulcslyukat mélybehatoló hegesztéssel alakítják ki, amely fröccsenő és robbanásveszélyes.Az olvadt medence hőmérséklete magas, a belső áramlás heves, az olvadt medence ingadozása pedig nyilvánvaló.
A gyűrű alakú folt átmérője nagy, az energiasűrűség kicsi.A hegesztés a hővezetési módra épül, amely szélesebb olvadékmedencét képezhet.Mivel a hővezető hegesztés nem képez kulcslyukat, az olvadt medence hőmérséklete alacsony a hegesztési folyamat során, és nincs nyilvánvaló olvadt medence ingadozás.Fröcskölés, a hegesztés lapos és gyönyörű.A szórt energiasűrűség miatt azonban nem érhető el nagy behatolási mélység.
A kettőt kombinálva, a megfelelő energiaarány beállításával, miközben a központi folt garantálja az olvadt medence mélységét, a gyűrű alakú folt növeli az olvadt medence szélességét és időtartamát, egyrészt javítja a kulcslyuk stabilitását és csökkenti fröccsenés Ezzel szemben az olvadt medence áramlása stabilabb, a buborékok hosszan túlcsordulnak, és csökken a porozitás kialakulásának valószínűsége.
Az FRM lézer akár 20KW teljes kimenő teljesítményt is képes biztosítani, és rugalmasan tudja beállítani a kimeneti fény paramétereit.A központi nyaláb kimeneti szálának átmérője 50 μm/150 μm, a kimeneti teljesítmény pedig legfeljebb 10 KW;a gyűrűs gerenda kimeneti szál átmérője 150μm/300μm, a kimenő teljesítmény pedig akár 10KW.A középső sugár 1070 nm hullámhosszú szálas lézer, a gyűrűs sugár az 1070 nm-es szálas lézer mellett 976 nm-es félvezető lézerrel is felszerelhető a kettős hullámhosszú és kettős lézersugarak kombinálásának megvalósítására.
FRM kiváló hegesztési hatás
Az FRM hegesztési hatásának tükrözése érdekében az alábbiakban FRM lézert és közönséges lézert használnak alumíniumötvözetek hegesztésére és összehasonlítására.
Egy 1,5 KW+1,5 KW (50 μm + 150 μm) FRM lézert használtak 3 mm vastagságú 6061 alumíniumötvözet hegesztésére, és egy 3 kW (100 μm) közönséges lézerrel hasonlították össze.Egyértelműen megállapítható, hogy az FRM lézerhegesztés fröccsenése lényegesen kisebb, mint a hagyományos lézerhegesztéseké.
A hegesztett mintákat metallográfiai megfigyelés céljából felvágtuk.A gyűrű alakú folt hatására az FRM lézerrel kapott hegesztési varrat felül és alul széles, keskeny alakú, felső és alsó felülete alapvetően lapos;míg a közönséges lézeres hegesztésnél a hegesztési szélesség alapvetően felül és alul egy síkban van, és a felső felület összeomlott, az alsó felület pedig domború.
A hegesztett varrat hegesztés utáni szakítószilárdságát tesztelik, és az FRM hegesztés szakítószilárdsága jobb, mint a hagyományos lézerhegesztésé.
Az FRM fontos alkalmazásai
Kína az új energetikai járműveket hét stratégiai iparága egyikének tekinti.Mivel a nagy teljesítményű lítium akkumulátorcsomag az új energetikai járművek kulcsfontosságú eleme, az új energetikai járművek folyamatos fejlesztése mellett széles körben használják és ennek megfelelően fejlesztik is.
A Puhuai Kínai Kutatóintézet statisztikái szerint a lítium akkumulátorok iránti globális kereslet 2017-től 2020-ig tovább fog növekedni, a lítium akkumulátoros berendezések iránti kereslet pedig tovább fog növekedni a következő 3-5 évben.A lítiumelem-ipar gyors fejlődése arra késztette a nagyvállalatokat, hogy növeljék új gyárak építését és a termelési kapacitás bővítését.
Az akkumulátorcsomag biztonsága nagyon fontos.Ha a megfelelő hiba bekövetkezik, az nagyon súlyos eredményekhez vezet, és emberek életét fenyegeti.Közülük az elektromos járművek biztonságában meghatározó szerepet játszó tényező az akkumulátorcsomag kulcsfontosságú részeinek hegesztése.Ezekben a pozíciókban a legfontosabb anyag az alumíniumötvözet, beleértve a robbanásbiztos szelepeket, cellatömítéseket, füleket, gyűjtősíneket stb.;ezt követi a réz anyagok, például oszlopok, fülek stb. Ezen pozíciók hegesztési minősége közvetlenül befolyásolja az akkumulátor minőségének megbízhatóságát.
Az akkumulátor különböző részeinek hegesztéséhez a Guanghui lézert használó FRM lézer hatékonyan megoldja a hegesztési problémát, a hegesztés során nincs fröcskölés, nincs pórus a felületen, stabil behatolás, sima és szép hegesztési varrat, jelentősen javítja a hegesztés minőségét. , és hatékonyan biztosítják az akkumulátor stabilitását.Szex és biztonság.
A globális autópiac villamosításra való átalakulása az általános tendencia, amely ezen általános fejlődési tendencia mellett magasabb követelményeket támaszt a lítium-ion hegesztési technológiával szemben, és a lítium-ion akkumulátorok feldolgozása a hazai lézeres gyártás fontos piacává vált. cégek.A Guanghui Laser továbbra is erőfeszítéseket tesz a lítium akkumulátoros hegesztés területén.Független innováció révén lézeres iteratív frissítéseket hajtanak végre annak érdekében, hogy segítsék az ügyfeleket a hegesztési folyamatok javításában, valamint a termékbiztonság és a versenyképesség javításában.
Szerző: GW lézeralkalmazási mérnök, Jiaxing Gu
Feladás időpontja: 2022.02.15