Laserové zváranie je zameranie laserového lúča na povrch obrobku cez optickú šošovku, takže materiál sa rýchlo roztaví, aby vytvoril roztavený kúpeľ, a potom sa rýchlo ochladí, aby sa vytvoril zvarový spoj.Má vlastnosti veľkého pomeru strán, vysokej rýchlosti zvárania a bezkontaktnosti s obrobkom, čo sa dá ľahko dosiahnuť Automatizovaná výroba, takže tento proces bol široko používaný.Avšak kvôli komplexnej interakcii medzi laserovým zdrojom tepla a materiálom počas procesu laserového zvárania, ako aj špeciálnym fyzikálnym vlastnostiam hliníkových zliatin a zliatin medi majú vysokoodrazové materiály vysokú odrazivosť lasera počas zvárania, nestabilný proces zvárania, a ľahko sa vyrábajú defekty pórovitosti atď. problém.Pri použití bežných laserov na zváranie vysoko reflexných materiálov, ako je hliník a meď, zrútenie kľúčovej dierky spôsobí malé diery a postriekania.V dôsledku postriekania sa zvarový kov zníži, čo vedie k jamkám a nerovným povrchom;okrem toho majú tieto materiály vysokú laserovú odrazivosť, miera absorpcie je nízka a väčšina energie sa odráža, čo vedie k zlému roztaveniu plniva;súčasne sa počas procesu chladenia v dôsledku nadmernej rýchlosti chladenia výrazne znižuje rozpustnosť vodíka a iných plynov v roztavenom kúpeli a je príliš neskoro na únik, čo vedie k pórom.produkovať.
Hlavné metódy zvárania na zníženie rozstreku a pórovitosti
Ako znížiť rozstrekovanie, znížiť pórovitosť a dosiahnuť hladký zvar je hlavným problémom pri zváraní materiálov s vysokým odrazom.Mnohé domáce a zahraničné spoločnosti tiež pokračovali v skúmaní tohto aspektu a uviedli na trh svoje vlastné produkty.
(1) Použitie výkyvnej zváracej hlavy Metóda výkyvného zvárania môže rozptýliť hustotu energie, zlepšiť rovnomernosť teploty zvaru a do určitej miery znížiť tvorbu rozstrekov a pórov.V súčasnosti mainstreamoví výrobcovia laserových hláv (ako Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin atď.) spustili podobné výkyvné laserové zváracie hlavy.Zároveň však existujú určité nevýhody.Pretože sa znižuje hustota energie lasera, musí sa zvýšiť výkon alebo sa musí spomaliť rýchlosť zvárania.
(2) Použite kompozitnú zváraciu hlavu s dvojitou vlnovou dĺžkou na spojenie vláknového lasera a polovodičového lasera s kompozitnou zváracou hlavou s dvojitou vlnovou dĺžkou a prekrytie v bode zvárania.Vláknový laser vykonáva zváranie hlbokou penetráciou.Minimalizujte striekanie.V súčasnosti výrobcovia laserových hláv ako Jiaqiang a Wanshunxing uviedli na trh aj takéto zváracie hlavy.Tento spôsob zvárania však vyžaduje použitie dvoch laserov a kombinácia zariadení je komplikovanejšia.
(3) Laser so špeciálnym bodom
Cenovo najlepšie riešenie je na strane lasera, zmena Gaussovho distribučného lasera na kruhové + stredové svetlo, stredový svetelný bod zaručuje hĺbku roztaveného bazéna a kruhový svetelný bod zohráva úlohu predhrievania a pomalého chladenia, ktoré je v porovnaní s vyššie uvedeným princípom kompozitného zvárania s dvojitou vlnovou dĺžkou.podobný.Typickí výrobcovia laserov uviedli na trh podobné lasery, ako je laser AMB od IPG a laser ABP od Raycus.
Čo je FRM GW Laser Tech
V reakcii na ťažkosti pri zváraní vyššie uvedených materiálov s vysokou odrazivosťou sa spoločnosť GW Laser neustále vydala na cestu technologického rozvoja a uviedla na trh odborníka na zváranie materiálov s vysokým odrazom – dynamický bodový výstupný laser FRM (Flexible Ring Mode), ktorý môže účinne znížiť proces zvárania materiálov s vysokým odrazom.Tvorba rozstreku a pórovitosti.
FRM laser spája dva optické moduly s jadrovou vrstvou a prstencovou jadrovou vrstvou vlákna prostredníctvom prispôsobeného prepojovacieho člena, spája dva laserové lúče do jedného lúča a potom ho zaostruje na povrch obrobku, aby vytvoril kompozitný bod.Nastavením vhodného pomeru energie možno vytvoriť relatívne širokú šírku zvárania a nízky pomer strán zvaru, čo môže účinne zlepšiť stabilitu kľúčovej dierky a môže výrazne znížiť rozstrekovanie a znížiť citlivosť prieduchov.
FRM laser môže ľubovoľne riadiť výkon svetla jadra vlákna a svetla prstencového jadra.Môže zapnúť iba centrálne svetlo alebo kruhové svetlo, alebo možno oboje zapnúť súčasne a vytvoriť tri režimy bežného bodového, prstencového a zloženého bodového svetla;ak je zapnuté súčasne, môže jadro a jadro kruhu zvýšiť výkon centrálneho jadra ako výkon kruhového jadra alebo výkon centrálneho jadra môže byť menší ako výkon kruhového jadra, alebo výkon centrálneho jadra je rovnaký na výkon prstencového jadra a celkovo je možné prepínať päť rôznych tvarov bodov.
Priemer centrálneho bodu je malý a hustota energie je vysoká.Zváranie je založené na režime zvárania s hlbokým prienikom, ktorý vytvorí kľúčovú dierku a vytvorí roztavený kúpeľ s veľkým pomerom strán.Má však vysoké požiadavky na zhodnú medzeru a pri vytváraní kľúčovej dierky zváraním s hlbokým prienikom sa uvoľňuje veľké množstvo kovových pár pod vysokým tlakom, ktoré sú náchylné na rozstreknutie a výbuchy.Teplota roztaveného kúpeľa je vysoká a vnútorné prúdenie je prudké a kolísanie roztaveného kúpeľa je zrejmé.
Priemer prstencovej škvrny je veľký a hustota energie je malá.Zváranie je založené na režime vedenia tepla, ktorý môže vytvoriť širší roztavený kúpeľ.Pretože tepelne vodivé zváranie nevytvára kľúčový otvor, teplota roztaveného kúpeľa je počas procesu zvárania nízka a nedochádza k žiadnemu zjavnému kolísaniu roztaveného kúpeľa.Rozstrek, zvar je plochý a krásny.Avšak kvôli hustote rozptýlenej energie nie je možné dosiahnuť veľkú hĺbku prieniku.
Kombináciou oboch dohromady úpravou vhodného pomeru energie, zatiaľ čo centrálny bod zaručuje hĺbku roztaveného kúpeľa, prstencový bod zväčšuje šírku a trvanie roztaveného kúpeľa, na jednej strane zlepšuje stabilitu kľúčovej dierky a znižuje striekanie Na druhej strane je prúdenie roztaveného bazéna stabilnejšie, bubliny sa prelievajú dlhší čas a znižuje sa pravdepodobnosť tvorby pórovitosti.
FRM laser dokáže poskytnúť celkový výstupný výkon až 20 kW a dokáže flexibilne upravovať parametre výstupného svetla.Priemer výstupného vlákna centrálneho lúča je 50 μm/150 μm a výstupný výkon je až 10 kW;priemer výstupného vlákna prstencového lúča je 150 μm/300 μm a výstupný výkon je až 10 kW.Stredový lúč je vláknový laser s vlnovou dĺžkou 1070 nm a prstencový lúč môže byť vybavený polovodičovým laserom 976 nm navyše k vláknovému laseru s vlnovou dĺžkou 1070 nm, aby sa realizovalo spojenie dvojitých vlnových dĺžok a dvojitých laserových lúčov.
FRM vynikajúci zvárací účinok
Na vyjadrenie zváracieho účinku FRM sa v nasledujúcom texte používa laser FRM a obyčajný laser na zváranie hliníkových zliatin a ich porovnanie.
Na zváranie hliníkovej zliatiny 6061 s hrúbkou 3 mm sa použil laser FRM s výkonom 1,5 kW + 1,5 kW (50 μm + 150 μm) a porovnal sa s bežným laserom s výkonom 3 kW (100 μm).Je možné jednoznačne zistiť, že rozstrek pri zváraní laserom FRM je podstatne menší ako pri bežnom zváraní laserom.
Zvarené vzorky boli rozrezané na metalografické pozorovanie.V dôsledku účinku prstencového bodu má zvar získaný FRM laserom široký horný a spodný úzky tvar a horné a spodné povrchy sú v podstate ploché;zatiaľ čo šírka zvaru bežného laserového zvárania je v podstate zarovnaná hore a dole a horný povrch je zborený a spodný povrch je konvexný.
Testuje sa pevnosť v ťahu zvarového švu po zváraní a pevnosť v ťahu zvárania FRM je lepšia ako pri bežnom laserovom zváraní.
Dôležité aplikácie FRM
Čína považuje nové energetické vozidlá za jeden zo svojich siedmich strategických odvetví.Keďže lítiová batéria je kľúčovým základným komponentom nových energetických vozidiel, s neustálym vývojom nových energetických vozidiel je tiež široko používaná a vyvíjaná zodpovedajúcim spôsobom.
Podľa štatistík Čínskeho výskumného inštitútu v Puhua bude celosvetový dopyt po lítiových batériách od roku 2017 do roku 2020 naďalej rásť a dopyt po lítiových batériových zariadeniach bude v nasledujúcich 3 až 5 rokoch naďalej rásť.Rýchly rozvoj priemyslu lítiových batérií spôsobil, že veľké spoločnosti zvýšili výstavbu nových tovární a rozšírili výrobné kapacity.
Bezpečnosť batérie je veľmi dôležitá.Akonáhle dôjde k príslušnému zlyhaniu, povedie to k veľmi vážnym výsledkom a ohrozí životy ľudí.Medzi nimi je faktorom, ktorý zohráva rozhodujúcu úlohu v bezpečnosti elektrických vozidiel, zváranie kľúčových častí napájacej batérie.Najdôležitejším materiálom v týchto pozíciách je hliníková zliatina, vrátane ventilov odolných voči výbuchu, tesnení článkov, plôšok, prípojníc atď.;nasledované medenými materiálmi, ako sú tyče, štítky atď. Kvalita zvárania týchto pozícií priamo ovplyvní spoľahlivosť kvality akumulátora.
Na zváranie rôznych častí napájacej batérie môže laser FRM pomocou lasera Guanghui efektívne vyriešiť problém zvárania, realizovať nulový rozstrek pri zváraní, žiadne póry na povrchu, stabilný prienik, hladký a krásny zvárací šev, výrazne zlepšiť kvalitu zvárania. a efektívne zabezpečiť stabilitu napájacej batérie.Sex a bezpečnosť.
Transformácia globálneho automobilového trhu na elektrifikáciu je všeobecným trendom a v rámci tohto všeobecného trendu vývoja je potrebné klásť vyššie požiadavky na technológiu lítium-iónového zvárania a spracovanie lítium-iónových batérií sa stalo dôležitým trhom pre domáci laser. spoločnosti.Guanghui Laser bude aj naďalej vyvíjať úsilie v oblasti zvárania lítiových batérií.Prostredníctvom nezávislých inovácií sa vykonajú laserové iteračné inovácie, ktoré pomôžu zákazníkom zlepšiť zváracie procesy a zvýšiť bezpečnosť a konkurencieschopnosť produktov.
Autor: GW Laserový aplikačný inžinier Jiaxing Gu
Čas odoslania: 15. február 2022