La saldatura laser consiste nel focalizzare il raggio laser sulla superficie del pezzo attraverso una lente ottica, in modo che il materiale venga rapidamente fuso per formare una pozza fusa e quindi rapidamente raffreddato per formare un giunto saldato.Ha le caratteristiche di grandi proporzioni, velocità di saldatura elevata e assenza di contatto con il pezzo, che è facile da ottenere Produzione automatizzata, quindi questo processo è stato ampiamente utilizzato.Tuttavia, a causa della complessa interazione tra la sorgente di calore del laser e il materiale durante il processo di saldatura laser, nonché delle speciali proprietà fisiche delle leghe di alluminio e delle leghe di rame, i materiali ad alta riflessione hanno un'elevata riflettività laser durante la saldatura, processo di saldatura instabile, e facile produrre difetti di porosità, ecc. problema.Quando si utilizzano laser ordinari per saldare materiali altamente riflettenti come alluminio e rame, il collasso del buco della serratura produrrà piccoli fori e schizzi.A causa degli spruzzi, il metallo saldato si ridurrà, con conseguenti fosse e superfici irregolari;inoltre, questi materiali hanno un'elevata riflettività laser, il tasso di assorbimento è basso e la maggior parte dell'energia viene riflessa, con conseguente scarsa fusione del riempitivo;allo stesso tempo, durante il processo di raffreddamento, a causa dell'eccessiva velocità di raffreddamento, la solubilità dell'idrogeno e di altri gas nel bagno fuso si riduce drasticamente ed è troppo tardi per fuoriuscire, con conseguenti pori.produrre.
Metodi di saldatura tradizionali per ridurre spruzzi e porosità
Come ridurre gli spruzzi, ridurre la porosità e ottenere una saldatura uniforme è una delle maggiori difficoltà nella saldatura di materiali ad alta riflessione.Anche molte aziende nazionali ed estere hanno continuato ad esplorare questo aspetto e hanno lanciato i propri prodotti.
(1) Utilizzo della testa di saldatura oscillante Il metodo di saldatura oscillante può disperdere la densità di energia, migliorare l'uniformità della temperatura di saldatura e ridurre in una certa misura la generazione di spruzzi e pori.Allo stato attuale, i principali produttori di teste laser (come Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin, ecc.) hanno lanciato teste di saldatura laser oscillanti simili.Ma allo stesso tempo, ci sono alcuni inconvenienti.Poiché la densità di energia del laser è ridotta, la potenza deve essere aumentata o la velocità di saldatura deve essere rallentata.
(2) Utilizzare una testa di saldatura composita a doppia lunghezza d'onda per combinare il laser a fibra e il laser a semiconduttore con la testa di saldatura composita a doppia lunghezza d'onda e sovrapporre nel punto di saldatura.Il laser a fibra esegue saldature a penetrazione profonda.Riduci al minimo gli schizzi.Allo stato attuale, anche i produttori di teste laser come Jiaqiang e Wanshunxing hanno lanciato tali teste di saldatura.Tuttavia, questo metodo di saldatura richiede l'uso di due laser e la combinazione di apparecchiature è più complicata.
(3) Laser con spot speciale
La migliore soluzione economica è sul lato laser, cambiando il laser di distribuzione gaussiana in anello + luce centrale, il punto luminoso centrale garantisce la profondità del bagno fuso e il punto luminoso anulare svolge il ruolo di preriscaldamento e raffreddamento lento, che viene confrontato con il suddetto principio di saldatura composita a doppia lunghezza d'onda.simile.Tipici produttori di laser hanno lanciato laser simili, come il laser AMB di IPG e il laser ABP di Raycus.
Qual è l'FRM di GW Laser Tech
In risposta alle difficoltà di saldatura dei suddetti materiali ad alta riflessione, GW Laser ha continuamente esplorato la strada dello sviluppo tecnologico e ha lanciato un esperto di saldatura di materiali ad alta riflessione - FRM (Flexible Ring Mode) dynamic spot output laser, che può ridurre efficacemente il processo di saldatura di materiali ad alta riflessione.Generazione di schizzi e porosità.
Il laser FRM accoppia due moduli ottici nello strato centrale e nello strato centrale ad anello della fibra attraverso un accoppiatore personalizzato, accoppia i due raggi laser in un unico raggio, quindi lo focalizza sulla superficie del pezzo per formare un punto composito.Regolando il rapporto di energia appropriato, è possibile formare una larghezza di saldatura relativamente ampia e un rapporto di aspetto del cordone di saldatura basso, che può migliorare efficacemente la stabilità del buco della serratura e può ridurre significativamente gli schizzi e ridurre la sensibilità stomatica.
Il laser FRM può controllare arbitrariamente la potenza della luce del nucleo della fibra e della luce del nucleo dell'anello.Può solo accendere la luce centrale o la luce ad anello, oppure entrambe possono essere accese contemporaneamente per formare tre modalità di spot ordinario, spot anulare e spot composto;se acceso contemporaneamente, può Il nucleo e il nucleo dell'anello possono rendere la potenza del nucleo centrale maggiore della potenza del nucleo dell'anello, oppure la potenza del nucleo centrale può essere inferiore alla potenza del nucleo dell'anello o la potenza del nucleo centrale è uguale alla potenza del nucleo dell'anello, ed è possibile cambiare un totale di cinque diverse forme di spot.
Il diametro del punto centrale è piccolo e la densità di energia è alta.La saldatura si basa sulla modalità di saldatura a penetrazione profonda, che produrrà un buco della serratura e formerà un bagno fuso con un ampio rapporto di aspetto.Tuttavia, ha requisiti elevati sullo spazio corrispondente e una grande quantità di vapore metallico ad alta pressione viene rilasciata quando il buco della serratura è formato dalla saldatura a penetrazione profonda, che è soggetta a schizzi e punti di esplosione.La temperatura del bagno di fusione è elevata e il flusso interno è violento e la fluttuazione del bagno di fusione è evidente.
Il diametro del punto anulare è grande e la densità di energia è piccola.La saldatura si basa sulla modalità di conduzione del calore, che può formare un bagno fuso più ampio.Poiché la saldatura a conduzione termica non forma un buco della serratura, la temperatura del bagno fuso è bassa durante il processo di saldatura e non vi è alcuna fluttuazione evidente del bagno fuso.Schizzi, la saldatura è piatta e bella.Tuttavia, a causa della densità di energia dispersa, non è possibile ottenere una grande profondità di penetrazione.
Combinando i due insieme, regolando il rapporto di energia appropriato, mentre il punto centrale garantisce la profondità del bagno di fusione, il punto anulare aumenta la larghezza e la durata del bagno di fusione, da un lato, migliora la stabilità del buco della serratura e riduce schizzi D'altra parte, il flusso del bagno fuso è più stabile, le bolle traboccano a lungo e la probabilità di formazione di porosità è ridotta.
Il laser FRM può fornire una potenza di uscita totale fino a 20KW e può regolare in modo flessibile i parametri della luce di uscita.Il diametro della fibra di uscita del raggio centrale è di 50μm/150μm e la potenza di uscita è fino a 10KW;il diametro della fibra di uscita del raggio ad anello è 150μm/300μm e la potenza di uscita è fino a 10KW.Il raggio centrale è un laser a fibra con una lunghezza d'onda di 1070 nm e il raggio ad anello può essere dotato di un laser a semiconduttore da 976 nm oltre al laser a fibra da 1070 nm per realizzare la combinazione di raggi a doppia lunghezza d'onda e a doppio laser.
FRM eccellente effetto di saldatura
Per riflettere l'effetto di saldatura di FRM, quanto segue utilizza il laser FRM e il laser ordinario per saldare le leghe di alluminio e confrontarle.
Un laser FRM da 1,5KW+1,5KW (50μm+150μm) è stato utilizzato per saldare una lega di alluminio 6061 con uno spessore di 3 mm e confrontato con un laser ordinario da 3KW (100μm).Si può chiaramente constatare che gli spruzzi della saldatura laser FRM sono significativamente inferiori a quelli della normale saldatura laser.
I campioni saldati sono stati aperti per l'osservazione metallografica.A causa dell'effetto del punto anulare, la saldatura ottenuta dal laser FRM ha una forma larga sopra e sotto stretta, e le superfici superiore e inferiore sono sostanzialmente piatte;mentre la larghezza della saldatura della normale saldatura laser è sostanzialmente a filo nella parte superiore e inferiore, e la superficie superiore è collassata e la superficie inferiore è convessa.
Viene testata la resistenza alla trazione del cordone saldato dopo la saldatura e la resistenza alla trazione della saldatura FRM è migliore di quella della normale saldatura laser.
Importanti applicazioni della FRM
La Cina considera i veicoli a nuova energia come una delle sue sette industrie strategiche.Poiché il pacco batteria al litio è un componente fondamentale dei veicoli di nuova energia, con il continuo sviluppo di veicoli di nuova energia, è anche ampiamente utilizzato e sviluppato di conseguenza.
Secondo le statistiche del China Research Institute di Puhua, la domanda globale di batterie al litio continuerà ad aumentare dal 2017 al 2020 e la domanda di apparecchiature per batterie al litio continuerà a crescere nei prossimi 3-5 anni.Il rapido sviluppo dell'industria delle batterie al litio ha indotto le grandi aziende ad aumentare la costruzione di nuovi stabilimenti e l'espansione della capacità produttiva.
La sicurezza del pacco batteria è molto importante.Una volta che si verifica il relativo fallimento, porterà a risultati molto gravi e minaccerà la vita delle persone.Tra questi, il fattore che gioca un ruolo decisivo nella sicurezza dei veicoli elettrici è la saldatura di parti fondamentali del pacco batterie di potenza.Il materiale più importante in queste posizioni è la lega di alluminio, comprese le valvole antideflagranti, le guarnizioni delle celle, le linguette, le barre collettrici, ecc.;seguito da materiali in rame, come poli, linguette, ecc. La qualità della saldatura di queste posizioni influirà direttamente sull'affidabilità della qualità del pacco batteria.
Per la saldatura di diverse parti della batteria di alimentazione, il laser FRM che utilizza Guanghui Laser può risolvere efficacemente il problema di saldatura, realizzare zero spruzzi nella saldatura, nessun poro sulla superficie, penetrazione stabile, cordone di saldatura liscio e bello, migliorare significativamente la qualità della saldatura e garantire efficacemente la stabilità della batteria di alimentazione.Sesso e sicurezza.
La trasformazione del mercato automobilistico globale in elettrificazione è la tendenza generale e, in base a questa tendenza generale di sviluppo, è destinata a presentare requisiti più elevati per la tecnologia di saldatura agli ioni di litio e l'elaborazione delle batterie agli ioni di litio è diventata un mercato importante per il laser domestico aziende.Guanghui Laser continuerà a impegnarsi nel campo della saldatura delle batterie al litio.Attraverso l'innovazione indipendente, verranno effettuati aggiornamenti iterativi del laser per aiutare i clienti a migliorare i processi di saldatura e migliorare la sicurezza e la competitività del prodotto.
Autore: Ingegnere di applicazioni laser GW Jiaxing Gu
Tempo di pubblicazione: 15 febbraio 2022