Sudarea cu laser este de a focaliza fasciculul laser pe suprafața piesei de prelucrat printr-o lentilă optică, astfel încât materialul să fie topit rapid pentru a forma un bazin topit și apoi răcit rapid pentru a forma o îmbinare sudata.Are caracteristicile unui raport mare de aspect, viteză rapidă de sudare și lipsă de contact cu piesa de prelucrat, ceea ce este ușor de realizat Producție automată, astfel încât acest proces a fost utilizat pe scară largă.Cu toate acestea, datorită interacțiunii complexe dintre sursa de căldură laser și material în timpul procesului de sudare cu laser, precum și proprietăților fizice speciale ale aliajelor de aluminiu și aliajelor de cupru, materialele cu reflexie ridicată au reflectivitate laser ridicată în timpul sudării, proces de sudare instabil, și ușor de produs defecte de porozitate, etc. problemă.Când utilizați lasere obișnuite pentru a suda materiale foarte reflectorizante, cum ar fi aluminiul și cuprul, prăbușirea găurii cheii va produce mici găuri și stropi.Datorită stropilor, metalul de sudură va fi redus, rezultând gropi și suprafețe neuniforme;în plus, aceste materiale au reflectivitate ridicată a laserului, rata de absorbție este scăzută și cea mai mare parte a energiei este reflectată, rezultând o fuziune slabă a umpluturii;în același timp, în timpul procesului de răcire, din cauza vitezei excesive de răcire, solubilitatea hidrogenului și a altor gaze din bazinul topit este redusă brusc și este prea târziu pentru a scăpa, rezultând pori.legume şi fructe.
Metode curente de sudare pentru a reduce stropii și porozitatea
Modul de reducere a stropilor, reducerea porozității și obținerea unei suduri netede este o dificultate majoră în sudarea materialelor cu reflexie ridicată.Multe companii interne și străine au continuat să exploreze și ele acest aspect și și-au lansat propriile produse.
(1) Utilizarea capului de sudare oscilant Metoda de sudare oscilantă poate dispersa densitatea energiei, îmbunătăți uniformitatea temperaturii de sudare și reduce generarea de stropi și pori într-o anumită măsură.În prezent, producătorii mainstream de capete cu laser (cum ar fi Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin etc.) au lansat capete de sudare cu laser basculante similare.Dar, în același timp, există câteva dezavantaje.Deoarece densitatea de energie a laserului este redusă, puterea trebuie mărită sau viteza de sudare trebuie încetinită.
(2) Utilizați un cap de sudură compozit cu lungime de undă dublă pentru a combina laserul cu fibră și laserul semiconductor cu capul de sudare compozit cu lungime de undă dublă și suprapuneți la punctul de sudare.Laserul cu fibră realizează sudare cu penetrare adâncă.Minimizați stropirea.În prezent, producătorii de capete laser precum Jiaqiang și Wanshunxing au lansat și astfel de capete de sudură.Cu toate acestea, această metodă de sudare necesită utilizarea a două lasere, iar combinația de echipamente este mai complicată.
(3) Laser cu punct special
Cea mai bună soluție rentabilă este pe partea laser, schimbarea laserului de distribuție gaussian în inel + lumină centrală, punctul de lumină centrală garantează adâncimea bazinului topit, iar punctul de lumină inelă joacă rolul de preîncălzire și răcire lentă, ceea ce este comparată cu principiul sudării compozite cu două lungimi de undă menționat mai sus.asemănătoare.Producătorii tipici de lasere au lansat lasere similare, cum ar fi laserul AMB al IPG și laserul ABP al Raycus.
Care este FRM-ul GW Laser Tech
Ca răspuns la dificultățile de sudură ale materialelor de înaltă reflexie menționate mai sus, GW Laser a explorat în mod continuu drumul dezvoltării tehnologice și a lansat un expert în sudarea materialelor cu reflexie ridicată - laserul de ieșire punct dinamic FRM (Flexible Ring Mode), care poate reduce eficient procesul de sudare a materialelor cu reflexie ridicată.Stropire și generare de porozitate.
Laserul FRM cuplează două module optice în stratul de miez și stratul de miez inel al fibrei printr-un cuplaj personalizat, cuplează cele două fascicule laser într-un singur fascicul și apoi îl concentrează pe suprafața piesei de prelucrat pentru a forma un punct compozit.Prin ajustarea raportului de energie adecvat, se poate forma o lățime de sudură relativ mare și un raport de aspect scăzut al cusăturii de sudură, ceea ce poate îmbunătăți în mod eficient stabilitatea găurii cheii și poate reduce semnificativ stropii și poate reduce sensibilitatea stomatică.
Laserul FRM poate controla în mod arbitrar puterea luminii nucleului de fibre și luminii nucleului inelului.Poate aprinde doar lumina centrală sau inelul luminos, sau ambele pot fi pornite în același timp pentru a forma trei moduri de spot obișnuit, spot inelar și spot compus;dacă este pornit în același timp, poate. Miezul și miezul inelului pot face ca puterea miezului central să fie mai mare decât puterea miezului inelului, sau puterea miezului central poate fi mai mică decât puterea miezului inelului sau puterea miezului central este egală la puterea miezului inelului și un total de cinci forme diferite de spot pot fi comutate.
Diametrul spotului central este mic, iar densitatea de energie este mare.Sudarea se bazează pe modul de sudare cu penetrare adâncă, care va produce o gaură a cheii și va forma un bazin topit cu un raport de aspect mare.Cu toate acestea, are cerințe ridicate privind golul de potrivire și o cantitate mare de vapori de metal de înaltă presiune este eliberată atunci când gaura cheii este formată prin sudare cu penetrare adâncă, care este predispusă la stropire și puncte de explozie.Temperatura bazinului topit este ridicată, iar fluxul intern este violent, iar fluctuația bazinului topit este evidentă.
Diametrul spotului inelar este mare, iar densitatea de energie este mică.Sudarea se bazează pe modul de conducere a căldurii, care poate forma un bazin topit mai larg.Deoarece sudarea prin conducție termică nu formează o gaură de cheie, temperatura bazinului de topire este scăzută în timpul procesului de sudare și nu există nicio fluctuație evidentă a bazinului de topire.Stropi, sudura este plată și frumoasă.Cu toate acestea, din cauza densității de energie dispersată, nu se poate obține o adâncime mare de penetrare.
Combinând cele două împreună, prin ajustarea raportului energetic corespunzător, în timp ce punctul central garantează adâncimea bazinului topit, spotul inelar mărește lățimea și durata bazinului topit, pe de o parte, îmbunătățește stabilitatea găurii cheii și reduce stropire Pe de altă parte, debitul bazinului topit este mai stabil, bulele se revarsă mult timp, iar probabilitatea formării porozității este redusă.
Laserul FRM poate oferi o putere totală de ieșire de până la 20KW și poate ajusta în mod flexibil parametrii luminii de ieșire.Diametrul fibrei de ieșire a fasciculului central este de 50μm/150μm, iar puterea de ieșire este de până la 10KW;diametrul fibrei de ieșire a fasciculului inel este de 150μm/300μm, iar puterea de ieșire este de până la 10KW.Fasciculul central este un laser cu fibră cu o lungime de undă de 1070 nm, iar fasciculul inel poate fi echipat cu un laser semiconductor de 976 nm în plus față de laserul cu fibră de 1070 nm pentru a realiza combinarea fasciculelor cu lungime de undă dublă și cu laser dual.
Efect de sudare FRM excelent
Pentru a reflecta efectul de sudare al FRM, următoarele utilizează laserul FRM și laserul obișnuit pentru a suda aliajele de aluminiu și a le compara.
Un laser FRM de 1,5KW+1,5KW (50μm+150μm) a fost folosit pentru a suda aliajul de aluminiu 6061 cu o grosime de 3 mm și în comparație cu un laser obișnuit de 3KW (100μm).Se poate constata în mod clar că stropirea sudării cu laser FRM este semnificativ mai mică decât cea a sudării cu laser obișnuite.
Probele sudate au fost tăiate pentru observare metalografică.Datorită efectului spotului inelar, sudura obținută de laserul FRM are o formă îngustă de sus și de jos lată, iar suprafețele superioare și inferioare sunt practic plane;în timp ce lățimea de sudură a sudurii cu laser obișnuite este practic aliniată în partea de sus și de jos, iar suprafața superioară este prăbușită, iar suprafața inferioară este convexă.
Rezistența la tracțiune a cusăturii sudate după sudare este testată, iar rezistența la tracțiune a sudării FRM este mai bună decât cea a sudării obișnuite cu laser.
Aplicații importante ale FRM
China consideră vehiculele cu energie nouă ca fiind una dintre cele șapte industrii strategice ale sale.Deoarece acumulatorul cu litiu este o componentă cheie a vehiculelor cu energie nouă, odată cu dezvoltarea continuă a vehiculelor cu energie nouă, este, de asemenea, utilizat pe scară largă și dezvoltat în consecință.
Potrivit statisticilor de la Institutul de Cercetare din China din Puhua, cererea globală de baterii cu litiu va continua să crească din 2017 până în 2020, iar cererea de echipamente pentru baterii cu litiu va continua să crească în următorii 3-5 ani.Dezvoltarea rapidă a industriei bateriilor cu litiu a determinat marile companii să crească construcția de noi fabrici și extinderea capacității de producție.
Siguranța acumulatorului este foarte importantă.Odată ce se produce eșecul relevant, va duce la rezultate foarte grave și va amenința viața oamenilor.Printre acestea, factorul care joacă un rol decisiv în siguranța vehiculelor electrice este sudarea pieselor cheie ale acumulatorului de putere.Cel mai important material în aceste poziții este aliajul de aluminiu, inclusiv supapele antiexplozive, etanșările celulelor, urechile, barele colectoare etc.;urmate de materiale de cupru, cum ar fi stâlpi, urechi etc. Calitatea sudării acestor poziții va afecta în mod direct fiabilitatea calității pachetului de baterii.
Pentru sudarea diferitelor părți ale bateriei de alimentare, laserul FRM care utilizează laserul Guanghui poate rezolva eficient problema de sudare, poate realiza zero stropi la sudare, fără pori pe suprafață, penetrare stabilă, cusătură de sudură netedă și frumoasă, îmbunătățind semnificativ calitatea sudurii și asigură în mod eficient stabilitatea bateriei de alimentare.Sex și siguranță.
Transformarea pieței auto mondiale la electrificare este tendința generală și, în conformitate cu această tendință generală de dezvoltare, este obligată să propună cerințe mai mari pentru tehnologia de sudare cu litiu-ion, iar procesarea bateriilor cu litiu-ion a devenit o piață importantă pentru laserul intern. companiilor.Guanghui Laser va continua să depună eforturi în domeniul sudării bateriilor cu litiu.Prin inovare independentă, vor fi efectuate actualizări iterative cu laser pentru a ajuta clienții să îmbunătățească procesele de sudare și să sporească siguranța și competitivitatea produselor.
Autor: inginer de aplicații GW Laser Jiaxing Gu
Ora postării: 15-feb-2022