Lāzermetināšana ir vērsta uz lāzera staru fokusēšanu uz apstrādājamās detaļas virsmu caur optisko lēcu, lai materiāls ātri izkausētu, veidojot izkausētu baseinu, un pēc tam ātri atdzesēts, veidojot metinātu savienojumu.Tam ir lielas malu attiecības, ātra metināšanas ātruma un nesaskares ar sagatavi īpašības, ko ir viegli sasniegt automatizētā ražošanā, tāpēc šis process ir plaši izmantots.Tomēr, ņemot vērā sarežģīto mijiedarbību starp lāzera siltuma avotu un materiālu lāzermetināšanas procesā, kā arī alumīnija sakausējumu un vara sakausējumu īpašajām fizikālajām īpašībām, materiāliem ar augstu atstarošanos ir augsta lāzera atstarošanās spēja metināšanas laikā, nestabils metināšanas process, un viegli radīt porainības defektus utt. problēma.Izmantojot parastos lāzerus, lai metinātu ļoti atstarojošus materiālus, piemēram, alumīniju un varu, atslēgas cauruma sabrukšanas rezultātā radīsies nelieli caurumi un šļakatas.Šļakatu dēļ tiks samazināts metinātais metāls, kā rezultātā veidojas bedres un nelīdzenas virsmas;turklāt šiem materiāliem ir augsta lāzera atstarošanās spēja, absorbcijas ātrums ir zems, un lielākā daļa enerģijas tiek atspoguļota, kā rezultātā pildviela ir slikti sapludināta;tajā pašā laikā dzesēšanas procesā pārmērīga dzesēšanas ātruma dēļ ūdeņraža un citu gāzu šķīdība izkusušajā baseinā ir krasi samazināta un ir par vēlu izkļūt, kā rezultātā veidojas poras.ražot.
Galvenās metināšanas metodes šļakatu un porainības samazināšanai
Metinot materiālus ar augstu atstarošanos, ir lielas grūtības, kā samazināt šļakatas, samazināt porainību un iegūt gludu metinājumu.Arī daudzi vietējie un ārvalstu uzņēmumi ir turpinājuši pētīt šo aspektu un ir laiduši klajā savus produktus.
(1) Šūpošanās metināšanas galviņas izmantošana Šūpošanās metināšanas metode var izkliedēt enerģijas blīvumu, uzlabot metināšanas temperatūras vienmērīgumu un zināmā mērā samazināt šļakatu un poru veidošanos.Pašlaik galvenie lāzera galviņu ražotāji (piemēram, Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin utt.) ir laiduši klajā līdzīgas šūpojošās lāzermetināšanas galviņas.Bet tajā pašā laikā ir daži trūkumi.Tā kā lāzera enerģijas blīvums ir samazināts, ir jāpalielina jauda vai jāsamazina metināšanas ātrums.
(2) Izmantojiet divu viļņu garuma kompozītmateriālu metināšanas galviņu, lai apvienotu šķiedru lāzeru un pusvadītāju lāzeru ar divu viļņu garuma kompozītmateriālu metināšanas galviņu un pārklājiet metināšanas punktā.Šķiedru lāzers veic dziļas iespiešanās metināšanu.Samaziniet izšļakstīšanos.Šobrīd šādas metināšanas galviņas ir laiduši klajā arī tādi lāzergalvu ražotāji kā Jiaqiang un Wanshunxing.Tomēr šai metināšanas metodei ir jāizmanto divi lāzeri, un iekārtu kombinācija ir sarežģītāka.
(3) Lāzers ar īpašu vietu
Visrentablākais risinājums ir lāzera pusē, mainot Gausa sadales lāzeru uz gredzenu + centrālo gaismu, centrālais gaismas punkts garantē izkausētā baseina dziļumu, un gredzena gaismas punkts spēlē priekšsildīšanas un lēnas dzesēšanas lomu, kas tiek salīdzināts ar iepriekš minēto divu viļņu garuma kompozītmetināšanas principu.līdzīgi.Tipiski lāzeru ražotāji ir laiduši klajā līdzīgus lāzerus, piemēram, IPG AMB lāzeru un Raycus ABP lāzeru.
Kas ir GW Laser Tech FRM
Reaģējot uz iepriekš minēto augstas atstarojuma materiālu metināšanas grūtībām, GW Laser ir nepārtraukti pētījis tehnoloģiju attīstības ceļu un laidis klajā augstas atstarošanas materiālu metināšanas ekspertu – FRM (Flexible Ring Mode) dinamisko punktu izvades lāzeru, kas var efektīvi samazināt augstas atstarošanas materiālu metināšanas procesu.Šļakatu un porainības radīšana.
FRM lāzers savieno divus optiskos moduļus šķiedras serdes slānī un gredzenveida kodola slānī, izmantojot pielāgotu savienotāju, savieno divus lāzera starus vienā starā un pēc tam fokusē to uz apstrādājamās detaļas virsmu, veidojot saliktu punktu.Pielāgojot atbilstošu enerģijas attiecību, var izveidot salīdzinoši plašu metināšanas platumu un zemu metināšanas šuves malu attiecību, kas var efektīvi uzlabot atslēgas cauruma stabilitāti un ievērojami samazināt izšļakstīšanos un samazināt stomatālo jutību.
FRM lāzers var patvaļīgi kontrolēt šķiedras kodola gaismas un gredzena kodola gaismas jaudu.Tas var ieslēgt tikai centrālo gaismu vai gredzena gaismu, vai arī abus var ieslēgt vienlaikus, veidojot trīs parastā plankuma, gredzenveida plankuma un kombinētās vietas režīmus;ja tajā pašā laikā tiek ieslēgts, tas var Kodols un gredzena serdeņa jauda var būt lielāka par gredzena kodola jaudu, vai arī centrālā serdeņa jauda var būt mazāka par gredzena kodola jaudu, vai arī centrālā serdeņa jauda ir vienāda uz gredzena kodola jaudu, un kopumā var pārslēgt piecas dažādas vietas formas.
Centrālās vietas diametrs ir mazs, un enerģijas blīvums ir augsts.Metināšanas pamatā ir dziļās iespiešanās metināšanas režīms, kas izveidos atslēgas caurumu un veidos izkusušo baseinu ar lielu malu attiecību.Tomēr tai ir augstas prasības attiecībā uz atbilstošo spraugu, un liels daudzums augstspiediena metāla tvaiku tiek atbrīvots, kad atslēgas caurums tiek veidots ar dziļu iespiešanās metināšanu, kas ir pakļauts šļakatām un sprādzienbīstamības vietām.Izkausētā baseina temperatūra ir augsta, iekšējā plūsma ir spēcīga, un izkausētā baseina svārstības ir acīmredzamas.
Gredzenveida plankuma diametrs ir liels, un enerģijas blīvums ir mazs.Metināšanas pamatā ir siltuma vadīšanas režīms, kas var veidot plašāku kausējuma baseinu.Tā kā siltumvadītspējas metināšana neveido atslēgas caurumu, izkausētā baseina temperatūra metināšanas procesā ir zema un nav acīmredzamu izkausētā baseina svārstību.Šļakatas, metinājuma šuve ir plakana un skaista.Tomēr izkliedētā enerģijas blīvuma dēļ nevar iegūt lielu iespiešanās dziļumu.
Apvienojot abus kopā, pielāgojot atbilstošu enerģijas attiecību, kamēr centrālais punkts garantē izkausētā baseina dziļumu, gredzenveida plankums palielina izkausētā baseina platumu un ilgumu, no vienas puses, uzlabo atslēgas cauruma stabilitāti un samazina izšļakstīšanās No otras puses, izkausētā baseina plūsma ir stabilāka, burbuļi ilgstoši pārplūst, un porainības veidošanās iespējamība ir samazināta.
FRM lāzers var nodrošināt kopējo izejas jaudu līdz 20KW un var elastīgi pielāgot izejas gaismas parametrus.Centrālās staru kūļa izejas šķiedras diametrs ir 50μm/150μm, un izejas jauda ir līdz 10KW;gredzenveida staru izejas šķiedras diametrs ir 150μm/300μm, un izejas jauda ir līdz 10KW.Centrālais stars ir šķiedru lāzers ar viļņa garumu 1070 nm, un gredzena staru var aprīkot ar 976 nm pusvadītāju lāzeru papildus 1070 nm šķiedru lāzeram, lai apvienotu divu viļņu garumu un divu lāzeru starus.
FRM lielisks metināšanas efekts
Lai atspoguļotu FRM metināšanas efektu, alumīnija sakausējumu metināšanai un salīdzināšanai izmanto FRM lāzeru un parasto lāzeru.
1,5 KW + 1,5 KW (50 μm + 150 μm) FRM lāzers tika izmantots, lai metinātu 6061 alumīnija sakausējumu ar 3 mm biezumu un salīdzinātu ar 3 KW (100 μm) parasto lāzeru.Var skaidri konstatēt, ka FRM lāzermetināšanas šļakatas ir ievērojami mazākas nekā parastās lāzermetināšanas gadījumā.
Metinātie paraugi tika izgriezti metalogrāfiskai novērošanai.Gredzenveida plankuma iedarbības dēļ ar FRM lāzeru iegūtajai šuvei ir plata augšdaļa un apakšdaļa šaura forma, bet augšējā un apakšējā virsma pamatā ir plakana;savukārt parastās lāzermetināšanas metināšanas platums būtībā ir vienāds augšā un apakšā, un augšējā virsma ir sabrukusi un apakšējā virsma ir izliekta.
Tiek pārbaudīta metinātās šuves stiepes izturība pēc metināšanas, un FRM metināšanas stiepes izturība ir labāka nekā parastajai lāzermetināšanai.
Svarīgi FRM pielietojumi
Ķīna jaunos enerģijas transportlīdzekļus uzskata par vienu no septiņām stratēģiskajām nozarēm.Tā kā jaudas litija akumulatoru komplekts ir jaunu enerģijas transportlīdzekļu galvenā sastāvdaļa, nepārtraukti tiekot izstrādāti jauni enerģijas transportlīdzekļi, to plaši izmanto un attiecīgi pilnveido.
Saskaņā ar Puhuas Ķīnas pētniecības institūta statistiku, pieprasījums pēc litija akumulatoriem pasaulē turpinās pieaugt no 2017. līdz 2020. gadam, un pieprasījums pēc litija akumulatoru aprīkojuma turpinās pieaugt nākamajos 3-5 gados.Litija akumulatoru nozares straujā attīstība ir likusi lielākajiem uzņēmumiem palielināt jaunu rūpnīcu celtniecību un ražošanas jaudas paplašināšanu.
Akumulatora bloka drošība ir ļoti svarīga.Kad attiecīgā kļūme notiks, tā novedīs pie ļoti nopietniem rezultātiem un apdraudēs cilvēku dzīvības.Tostarp faktors, kam ir izšķiroša nozīme elektrisko transportlīdzekļu drošībā, ir strāvas akumulatora bloka galveno daļu metināšana.Svarīgākais materiāls šajās pozīcijās ir alumīnija sakausējums, ieskaitot sprādziendrošus vārstus, elementu blīves, cilnes, kopnes u.c.;kam seko vara materiāli, piemēram, stabi, izciļņi utt. Šo pozīciju metināšanas kvalitāte tieši ietekmēs akumulatora kvalitātes uzticamību.
Dažādu jaudas akumulatora daļu metināšanai FRM lāzers, izmantojot Guanghui Laser, var efektīvi atrisināt metināšanas problēmu, realizēt metināšanas laikā bez šļakatām, uz virsmas nav poru, stabila iespiešanās, gluda un skaista metināšanas šuve, ievērojami uzlabot metināšanas kvalitāti. , un efektīvi nodrošina strāvas akumulatora stabilitāti.Sekss un drošība.
Vispārējā tendence ir globālā automobiļu tirgus pārveide par elektrifikāciju, un saskaņā ar šo vispārējo attīstības tendenci tas noteikti izvirzīs augstākas prasības litija jonu metināšanas tehnoloģijai, un litija jonu akumulatoru apstrāde ir kļuvusi par nozīmīgu vietējo lāzera tirgu. kompānijas.Guanghui Laser turpinās pielikt pūles litija akumulatoru metināšanas jomā.Izmantojot neatkarīgus jauninājumus, lāzera iteratīvie jauninājumi tiks veikti, lai palīdzētu klientiem uzlabot metināšanas procesus un palielināt produktu drošību un konkurētspēju.
Autors: GW lāzera lietojumprogrammu inženieris Jiaxing Gu
Publicēšanas laiks: 15. februāris 2022