Pengelasan laser adalah memfokuskan sinar laser pada permukaan benda kerja melalui lensa optik, sehingga material dengan cepat meleleh membentuk kolam cair, dan kemudian dengan cepat didinginkan untuk membentuk sambungan las.Ini memiliki karakteristik rasio aspek yang besar, kecepatan pengelasan yang cepat, dan non-kontak dengan benda kerja, yang mudah dicapai Produksi otomatis, sehingga proses ini telah banyak digunakan.Namun, karena interaksi yang kompleks antara sumber panas laser dan material selama proses pengelasan laser, serta sifat fisik khusus dari paduan aluminium dan paduan tembaga, bahan dengan refleksi tinggi memiliki reflektifitas laser yang tinggi selama pengelasan, proses pengelasan yang tidak stabil, dan mudah menghasilkan cacat porositas, masalah dll.Saat menggunakan laser biasa untuk mengelas bahan yang sangat reflektif seperti aluminium dan tembaga, runtuhnya lubang kunci akan menghasilkan lubang kecil dan cipratan.Karena percikan, logam las akan berkurang, menghasilkan lubang dan permukaan yang tidak rata;selain itu, bahan-bahan ini memiliki reflektifitas laser yang tinggi, tingkat penyerapannya rendah, dan sebagian besar energi dipantulkan, menghasilkan fusi pengisi yang buruk;pada saat yang sama, selama proses pendinginan, karena kecepatan pendinginan yang berlebihan, kelarutan hidrogen dan gas lain di kolam cair berkurang tajam dan terlambat untuk keluar, menghasilkan pori-pori.menghasilkan.
Metode pengelasan arus utama untuk mengurangi percikan dan porositas
Cara mengurangi percikan, mengurangi porositas, dan mendapatkan lasan yang halus merupakan kesulitan utama dalam mengelas material dengan refleksi tinggi.Banyak perusahaan dalam dan luar negeri juga terus mengeksplorasi aspek ini dan telah meluncurkan produk mereka sendiri.
(1) Menggunakan kepala las ayun Metode pengelasan ayun dapat membubarkan kerapatan energi, meningkatkan keseragaman suhu las, dan mengurangi timbulnya percikan dan pori-pori sampai batas tertentu.Saat ini, produsen kepala laser arus utama (seperti Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin, dll.) Telah meluncurkan kepala las laser ayun yang serupa.Tetapi pada saat yang sama, ada beberapa kekurangannya.Karena kerapatan energi laser berkurang, daya harus ditingkatkan atau kecepatan pengelasan harus diperlambat.
(2) Gunakan kepala las komposit panjang gelombang ganda untuk menggabungkan laser serat dan laser semikonduktor dengan kepala las komposit panjang gelombang ganda, dan tumpang tindih pada titik pengelasan.Laser serat melakukan pengelasan penetrasi yang dalam.Minimalkan percikan.Saat ini, produsen kepala laser seperti Jiaqiang dan Wanshunxing juga telah meluncurkan kepala las tersebut.Namun, metode pengelasan ini membutuhkan penggunaan dua laser, dan kombinasi peralatannya lebih rumit.
(3) Laser dengan titik khusus
Solusi hemat biaya terbaik ada di sisi laser, mengubah laser distribusi Gaussian menjadi lampu ring + tengah, titik lampu tengah menjamin kedalaman kolam cair, dan titik lampu cincin memainkan peran pemanasan awal dan pendinginan lambat, yang mana dibandingkan dengan prinsip pengelasan komposit panjang gelombang ganda yang disebutkan di atas.serupa.Produsen laser tipikal telah meluncurkan laser serupa, seperti laser AMB IPG dan laser ABP Raycus.
Apa FRM dari GW Laser Tech
Menanggapi kesulitan pengelasan dari bahan pantulan tinggi yang disebutkan di atas, GW Laser terus mengeksplorasi jalan pengembangan teknologi, dan meluncurkan pakar pengelasan bahan pantulan tinggi - laser keluaran titik dinamis FRM (Flexible Ring Mode), yang dapat secara efektif mengurangi proses pengelasan bahan refleksi tinggi.Generasi percikan dan porositas.
Laser FRM memasangkan dua modul optik ke dalam lapisan inti dan lapisan inti cincin dari serat melalui penggandeng yang disesuaikan, memasangkan dua sinar laser menjadi satu sinar, dan kemudian memfokuskannya pada permukaan benda kerja untuk membentuk titik komposit.Dengan menyesuaikan rasio energi yang sesuai, lebar pengelasan yang relatif lebar dan rasio aspek lapisan las yang rendah dapat dibentuk, yang dapat secara efektif meningkatkan stabilitas lubang kunci, dan secara signifikan dapat mengurangi percikan dan mengurangi sensitivitas stomata.
Laser FRM dapat secara sewenang-wenang mengontrol kekuatan cahaya inti serat dan cahaya inti cincin.Itu hanya dapat menyalakan lampu pusat atau lampu cincin, atau keduanya dapat dinyalakan pada saat yang sama untuk membentuk tiga mode tempat biasa, tempat annular, dan tempat majemuk;jika dihidupkan pada saat yang sama, itu bisa Inti dan inti cincin dapat membuat daya inti pusat lebih besar dari daya inti cincin, atau daya inti pusat bisa lebih kecil dari daya inti cincin, atau daya inti pusat sama ke kekuatan inti cincin, dan total lima bentuk titik berbeda dapat dialihkan.
Diameter titik sentral kecil dan kepadatan energinya tinggi.Pengelasan didasarkan pada mode pengelasan penetrasi dalam, yang akan menghasilkan lubang kunci dan membentuk kolam cair dengan rasio aspek yang besar.Namun, ia memiliki persyaratan tinggi pada celah yang cocok, dan sejumlah besar uap logam bertekanan tinggi dilepaskan saat lubang kunci dibentuk oleh pengelasan penetrasi yang dalam, yang rentan terhadap titik percikan dan ledakan.Suhu kolam cair tinggi dan aliran internal keras, dan fluktuasi kolam cair terlihat jelas.
Diameter tempat annular besar dan kerapatan energinya kecil.Pengelasan didasarkan pada mode konduksi panas, yang dapat membentuk kolam cair yang lebih luas.Karena pengelasan konduksi termal tidak membentuk lubang kunci, suhu kolam cair rendah selama proses pengelasan, dan tidak ada fluktuasi kolam cair yang jelas.Percikan, lasannya rata dan indah.Namun, karena kepadatan energi yang tersebar, kedalaman penetrasi yang besar tidak dapat diperoleh.
Menggabungkan keduanya, dengan menyesuaikan rasio energi yang sesuai, sementara titik tengah menjamin kedalaman kolam cair, titik annular meningkatkan lebar dan durasi kolam cair, di satu sisi, meningkatkan stabilitas lubang kunci dan mengurangi percikan Di sisi lain, aliran kolam cair lebih stabil, gelembung meluap untuk waktu yang lama, dan kemungkinan pembentukan porositas berkurang.
Laser FRM dapat memberikan daya keluaran total hingga 20KW, dan dapat secara fleksibel menyesuaikan parameter lampu keluaran.Diameter serat keluaran balok pusat adalah 50μm/150μm, dan daya keluaran hingga 10KW;diameter serat keluaran balok cincin adalah 150μm / 300μm, dan daya keluaran hingga 10KW.Sinar tengah adalah laser serat dengan panjang gelombang 1070nm, dan sinar cincin dapat dilengkapi dengan laser semikonduktor 976nm selain laser serat 1070nm untuk mewujudkan peracikan sinar panjang gelombang ganda dan laser ganda.
FRM efek pengelasan yang sangat baik
Untuk mencerminkan efek pengelasan FRM, berikut ini penggunaan laser FRM dan laser biasa untuk mengelas paduan aluminium dan membandingkannya.
Laser FRM 1,5KW+1,5KW (50μm+150μm) digunakan untuk mengelas paduan aluminium 6061 dengan ketebalan 3mm, dan dibandingkan dengan laser biasa 3KW (100μm).Dapat ditemukan dengan jelas bahwa percikan las laser FRM secara signifikan lebih kecil daripada las laser biasa.
Sampel yang dilas dipotong terbuka untuk pengamatan metalografi.Karena efek titik annular, lasan yang diperoleh oleh laser FRM memiliki bentuk sempit atas dan bawah yang lebar, dan permukaan atas dan bawah pada dasarnya rata;sedangkan lebar las las laser biasa pada dasarnya rata di bagian atas dan bawah, dan permukaan atas runtuh dan permukaan bawah cembung.
Kekuatan tarik lapisan las setelah pengelasan diuji, dan kekuatan tarik pengelasan FRM lebih baik daripada pengelasan laser biasa.
Aplikasi penting dari FRM
China menganggap kendaraan energi baru sebagai salah satu dari tujuh industri strategisnya.Karena paket baterai lithium daya adalah komponen inti utama dari kendaraan energi baru, dengan pengembangan berkelanjutan dari kendaraan energi baru, baterai ini juga banyak digunakan dan dikembangkan sesuai dengan itu.
Menurut statistik dari China Research Institute of Puhua, permintaan global untuk baterai lithium akan terus meningkat dari 2017 hingga 2020, dan permintaan peralatan baterai lithium akan terus meningkat dalam 3-5 tahun ke depan.Pesatnya perkembangan industri baterai lithium menyebabkan perusahaan-perusahaan besar meningkatkan pembangunan pabrik baru dan perluasan kapasitas produksi.
Keamanan paket baterai sangat penting.Begitu kegagalan yang relevan terjadi, itu akan membawa hasil yang sangat serius dan mengancam nyawa orang.Diantaranya, faktor yang berperan menentukan keselamatan kendaraan listrik adalah pengelasan bagian-bagian penting dari power battery pack.Bahan terpenting dalam posisi ini adalah aloi aluminium, termasuk katup tahan ledakan, segel sel, tab, batang bus, dll.;diikuti oleh bahan Tembaga, seperti tiang, tab, dll. Kualitas pengelasan posisi ini secara langsung akan mempengaruhi keandalan kualitas baterai.
Untuk pengelasan berbagai bagian baterai daya, laser FRM menggunakan Laser Guanghui dapat secara efektif menyelesaikan masalah pengelasan, mewujudkan nol percikan dalam pengelasan, tidak ada pori-pori di permukaan, penetrasi yang stabil, lapisan pengelasan yang halus dan indah, secara signifikan meningkatkan kualitas pengelasan , dan secara efektif memastikan stabilitas daya baterai.Seks dan keamanan.
Transformasi pasar mobil global ke elektrifikasi adalah tren umum, dan di bawah tren perkembangan umum ini, pasti akan mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi untuk teknologi pengelasan lithium-ion, dan pemrosesan baterai lithium-ion telah menjadi pasar penting untuk laser domestik. perusahaan.Guanghui Laser akan terus melakukan upaya di bidang pengelasan baterai lithium.Melalui inovasi independen, peningkatan iteratif laser akan dilakukan untuk membantu pelanggan meningkatkan proses pengelasan dan meningkatkan keamanan dan daya saing produk.
Penulis：Insinyur aplikasi laser GW Jiaxing Gu
Waktu posting: Feb-15-2022