Lasersko varjenje je fokusiranje laserskega žarka na površino obdelovanca skozi optično lečo, tako da se material hitro stopi, da nastane bazen staline, in nato hitro ohladi, da se tvori zvarni spoj.Ima značilnosti velikega razmerja stranic, visoke hitrosti varjenja in brez stika z obdelovancem, kar je enostavno doseči Avtomatizirana proizvodnja, zato je bil ta postopek široko uporabljen.Zaradi kompleksne interakcije med laserskim virom toplote in materialom med postopkom laserskega varjenja, pa tudi zaradi posebnih fizikalnih lastnosti aluminijevih zlitin in bakrovih zlitin imajo visokoodbojni materiali visoko lasersko odbojnost med varjenjem, nestabilen varilni proces, in enostavna izdelava napak poroznosti itd.Pri uporabi običajnih laserjev za varjenje materialov z visoko refleksijo, kot sta aluminij in baker, bo zrušitev ključavnice povzročila majhne luknje in brizganje.Zaradi brizganja se bo zvar zmanjšal, kar bo povzročilo jamice in neravne površine;poleg tega imajo ti materiali visoko lasersko odbojnost, stopnja absorpcije je nizka in večina energije se odbije, kar povzroči slabo taljenje polnila;istočasno se med postopkom hlajenja zaradi prevelike hitrosti hlajenja topnost vodika in drugih plinov v bazenu staline močno zmanjša in je prepozno za izstop, kar povzroči pore.proizvajajo.
Glavne metode varjenja za zmanjšanje brizganja in poroznosti
Kako zmanjšati brizganje, zmanjšati poroznost in doseči gladek zvar je glavna težava pri varjenju materialov z visoko refleksijo.Številna domača in tuja podjetja prav tako nadaljujejo z raziskovanjem tega vidika in lansirajo lastne izdelke.
(1) Uporaba vrtljive varilne glave Metoda vrtljivega varjenja lahko razprši energijsko gostoto, izboljša enakomernost temperature zvara in do določene mere zmanjša nastajanje brizganja in por.Trenutno so glavni proizvajalci laserskih glav (kot so Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin itd.) lansirali podobne vrtljive laserske varilne glave.Toda hkrati obstaja nekaj pomanjkljivosti.Ker je energijska gostota laserja zmanjšana, je treba povečati moč ali zmanjšati hitrost varjenja.
(2) Uporabite kompozitno varilno glavo z dvojno valovno dolžino, da združite vlakneni laser in polprevodniški laser s kompozitno varilno glavo z dvojno valovno dolžino in se prekrivajte na mestu varjenja.Fiber laser izvaja varjenje z globokim prebojem.Zmanjšajte brizganje.Trenutno so proizvajalci laserskih glav, kot sta Jiaqiang in Wanshunxing, prav tako lansirali takšne varilne glave.Vendar ta metoda varjenja zahteva uporabo dveh laserjev, kombinacija opreme pa je bolj zapletena.
(3) Laser s posebno točko
Najboljša stroškovno učinkovita rešitev je na strani laserja, spreminjanje Gaussovega porazdelitvenega laserja v obročno + sredinsko svetlobo, sredinska svetlobna točka zagotavlja globino bazena staline, obročna svetlobna točka pa igra vlogo predgretja in počasnega ohlajanja, kar se primerja z zgoraj omenjenim principom kompozitnega varjenja z dvojno valovno dolžino.podobno.Tipični proizvajalci laserjev so lansirali podobne laserje, kot sta laser AMB podjetja IPG in laser ABP podjetja Raycus.
Kaj je FRM podjetja GW Laser Tech
Kot odgovor na težave pri varjenju zgoraj omenjenih visokoodbojnih materialov je GW Laser nenehno raziskoval na poti tehnološkega razvoja in lansiral strokovnjaka za visokoodbojno varjenje materialov – FRM (Flexible Ring Mode) dinamični točkovni izhodni laser, ki lahko učinkovito zmanjša postopek varjenja materialov z visoko refleksijo.Ustvarjanje brizganja in poroznosti.
Laser FRM poveže dva optična modula v jedrno plast in obročasto jedrno plast vlakna prek prilagojenega spojnika, združi dva laserska žarka v en žarek in ga nato izostri na površini obdelovanca, da tvori sestavljeno točko.S prilagajanjem ustreznega energijskega razmerja je mogoče oblikovati razmeroma široko širino varjenja in nizko razmerje stranic varilnega šiva, kar lahko učinkovito izboljša stabilnost ključavnice in lahko znatno zmanjša brizganje in zmanjša občutljivost stomatov.
Laser FRM lahko poljubno nadzoruje moč svetlobe jedra vlakna in svetlobe jedra obroča.Vklopi lahko samo osrednjo luč ali obročasto luč ali pa sta obe lahko vklopljeni hkrati, da se oblikujejo trije načini navadne točke, obročaste točke in sestavljene točke;če je vklopljen hkrati, lahko jedro in obročasto jedro povzročita, da je moč osrednjega jedra večja od moči jedra obroča ali pa je moč osrednjega jedra lahko manjša od moči jedra obroča ali pa je moč osrednjega jedra enaka na moč jedra obroča in skupno je mogoče preklopiti med petimi različnimi oblikami točk.
Premer osrednje točke je majhen, energijska gostota pa visoka.Varjenje temelji na načinu varjenja z globokim prebojem, ki ustvari ključavnico in oblikuje bazen staline z velikim razmerjem stranic.Vendar pa ima visoke zahteve glede ujemajoče se vrzeli in velika količina visokotlačne kovinske pare se sprosti, ko se ključavnica oblikuje z varjenjem z globokim prebojem, kar je nagnjeno k točkam brizganja in eksplozije.Temperatura bazena staline je visoka in notranji tok je silovit, nihanje bazena staline pa je očitno.
Premer obročaste pege je velik, energijska gostota pa majhna.Varjenje temelji na načinu prevajanja toplote, ki lahko tvori širši staljeni bazen.Ker varjenje s toplotno prevodnostjo ne tvori luknje za ključ, je temperatura bazena staline med postopkom varjenja nizka in ni očitnega nihanja bazena staline.Brizganje, zvar je raven in lep.Vendar pa zaradi razpršene gostote energije ni mogoče doseči velike globine prodiranja.
Kombinacija obeh skupaj s prilagoditvijo ustreznega energijskega razmerja, medtem ko osrednja točka zagotavlja globino bazena staline, obročasta točka poveča širino in trajanje bazena staline, na eni strani pa izboljša stabilnost ključavnice in zmanjša brizganje Po drugi strani pa je tok staljene bazene bolj stabilen, mehurčki se dolgo prelivajo in verjetnost nastanka poroznosti je zmanjšana.
Laser FRM lahko zagotovi skupno izhodno moč do 20KW in lahko prilagodljivo prilagaja parametre izhodne svetlobe.Premer izhodnega vlakna osrednjega žarka je 50μm/150μm, izhodna moč pa je do 10KW;premer izhodnega vlakna obročastega žarka je 150 μm/300 μm, izhodna moč pa je do 10 KW.Osrednji žarek je vlakneni laser z valovno dolžino 1070 nm, obročni žarek pa je lahko opremljen s polprevodniškim laserjem 976 nm poleg laserja z vlakni 1070 nm, da se doseže sestavljanje dvovalovnih in dvojnih laserskih žarkov.
FRM odličen varilni učinek
Da bi odražali varilni učinek FRM, naslednji uporablja FRM laser in navaden laser za varjenje aluminijevih zlitin in njuno primerjavo.
1,5 KW + 1,5 KW (50 μm + 150 μm) FRM laser je bil uporabljen za varjenje 6061 aluminijeve zlitine z debelino 3 mm in primerjan z navadnim laserjem 3 KW (100 μm).Jasno je mogoče ugotoviti, da je brizganje pri FRM laserskem varjenju bistveno manjše kot pri običajnem laserskem varjenju.
Zvarjene vzorce smo razrezali za metalografsko opazovanje.Zvar, dobljen s FRM laserjem, ima zaradi učinka obročaste lise široko zgornjo in spodnjo ozko obliko, zgornja in spodnja površina pa sta v osnovi ravni;medtem ko je širina zvara pri običajnem laserskem varjenju v bistvu poravnana na vrhu in na dnu, zgornja površina je strnjena, spodnja površina pa je konveksna.
Testira se natezna trdnost zvarnega šiva po varjenju, natezna trdnost FRM varjenja pa je boljša kot pri običajnem laserskem varjenju.
Pomembne aplikacije FRM
Kitajska obravnava nova energetska vozila kot eno od svojih sedmih strateških industrij.Ker je napajalni litij-ionski akumulator ključna osrednja komponenta novih energetskih vozil, se z nenehnim razvojem novih energetskih vozil tudi pogosto uporablja in ustrezno razvija.
Po statističnih podatkih kitajskega raziskovalnega inštituta Puhua bo svetovno povpraševanje po litijevih baterijah od leta 2017 do 2020 še naprej naraščalo, povpraševanje po opremi za litijevo baterijo pa bo še naprej raslo v naslednjih 3-5 letih.Hiter razvoj industrije litijevih baterij je povzročil, da so velika podjetja povečala gradnjo novih tovarn in širitev proizvodnih zmogljivosti.
Varnost baterije je zelo pomembna.Ko pride do ustrezne okvare, bo povzročila zelo resne posledice in ogrozila življenja ljudi.Med njimi je dejavnik, ki igra odločilno vlogo pri varnosti električnih vozil, varjenje ključnih delov napajalnega baterijskega sklopa.Najpomembnejši material v teh položajih je aluminijeva zlitina, vključno z ventili, odpornimi proti eksploziji, celičnimi tesnili, jezički, vodili itd.;sledijo bakreni materiali, kot so palice, jezički itd. Kakovost varjenja teh položajev bo neposredno vplivala na zanesljivost kakovosti baterijskega paketa.
Za varjenje različnih delov napajalne baterije lahko laser FRM z laserjem Guanghui učinkovito reši problem varjenja, doseže nič brizganja pri varjenju, brez por na površini, stabilno penetracijo, gladek in lep varilni šiv, bistveno izboljša kakovost varjenja , in učinkovito zagotavljajo stabilnost napajalne baterije.Seks in varnost.
Preoblikovanje svetovnega avtomobilskega trga v elektrifikacijo je splošni trend in v skladu s tem splošnim razvojnim trendom bo zagotovo postavil višje zahteve za litij-ionsko varilno tehnologijo, predelava litij-ionskih baterij pa je postala pomemben trg za domači laser podjetja.Guanghui Laser si bo še naprej prizadeval na področju varjenja litijevih baterij.Z neodvisnimi inovacijami se bodo izvajale laserske iterativne nadgradnje, ki bodo strankam pomagale izboljšati varilne procese ter povečati varnost in konkurenčnost izdelkov.
Avtor: GW Laser aplikacijski inženir Jiaxing Gu
Čas objave: 15. februarja 2022