Som et avanceret bearbejdningsværktøj spiller laser en stadig vigtigere rolle inden for industriel svejsning. Selvom traditionel lasersvejsningsteknologi kan kontrollere disse defekter i et vist omfang, er dens effekt ofte begrænset af faste svejseparametre og -processer. I de senere år har fremkomsten af lasersvingsvejsningsteknologi givet en ny løsning til kontrol af svejsefejl. Ved at introducere laserstrålens sving under svejseprocessen kan teknologien forbedre smeltebadets dynamiske egenskaber betydeligt og derved optimere svejsekvaliteten. Lasersvingsvejsningsteknologi er hovedsageligt baseret på præcis styring af laserstrålen og svingteknologien for at opnå effektiv og højkvalitets svejsning.
Forbedre udseende:
I løbet afsvejseproces, svinges laserstrålen hurtigt og præcist for at dække hele svejseområdet. Når strålen bevæger sig langs svejseretningen, oscillerer den i forskellige former, såsom cirkel, 8-figur og spiral. Chen et al. brugte svinglaser til at svejse forskellige aluminiumslegeringer, og sammenlignet med ingen svinglasersvejsning blev for- og bagsvejsemorfologien ved svinglasersvejsning betydeligt forbedret. Derudover bruges tværgående svinglasersvejsning til at øge rillens tilpasningsevne til frigangen. På nogle ledende forbindelsesstykker er det nødvendigt at udvide overstrømsområdet, det er også nødvendigt at udvide den metalliske forbindelsesoverflade, og det er også nødvendigt at svinge lasersvejsningen for at få den metalliske forbindelsesoverflade til at blive et "U".
1. (a) og (b) statistik over svejsningens tværsnitsmorfologi og svejsningens størrelse under forskellige svingningstilstande; (c) Dannelse af svejsningens øvre overflade under forskellige svingningstilstande.
Forbedr dårlig sidevægsfusion:
Defekten med manglende sammensmeltning af sidevæggene opstår let ved traditionel lasersvejsning med smalt mellemrum i mellemtykke plader. Dette skyldes den ujævne fordeling af laserenergien i mundingen. Varmetilførslen i midten af sporet er stor, og varmetilførslen i sporets sidevæg er lille, hvilket ikke kan danne en god kombination. Den vigtigste løsning på defekten med manglende sammensmeltning af sidevæggene er at øge varmetilførslen til sidevæggen. Ved lasersvejsning kan der opnås en mere rimelig energifordeling af laserstrålen på emnets overflade gennem stråleudsving. Når sporets bredde ændres, justeres amplituden af stråleudsvinget, så den matcher sporets bredde, så der dannes en effektiv varmetilførsel til sidevæggen.
2. Makroskopisk billede af svejsningen fra det første lag (L1) til det syvende lag (L7) for lasersvejsning med eller uden oscillation.
Reducer porøsitetsdefekter:
Hæmningsmekanismen for laserudsving på svejseporer kan tilskrives forbedring af stabiliteten af små huller og forbedring af flydende metals flydende egenskaber. Figur 3 viser strømningsadfærden af smeltebadet, som sporstofpartiklerne viser under svejseprocessen. Lysstrålens vrikkende bevægelse får det lille hul til at danne en højfrekvent og højhastigheds roterende omrøringsbevægelse, hvilket fremmer bobleoverløbet og har en "fangst"-effekt på de størknede porer. Samtidig øger lysstrålens vrikkende arealet af det lille hul og reducerer sandsynligheden for, at dets ustabilitet kollapser og danner bobler.
3. (a) og (b) baner for sporstofpartikler under svejsning; Nøglehulsåbningsområde: (c) ingen svingende laser (d) svingende laser.
Reducer revnedefekter:
Termisk revne er en form for defekt, der dannes i svejseprocessen på grund af interaktionen mellem intern spænding og metallurgiske faktorer, og som ofte findes i den varmepåvirkede zone (HAZ) under svejsning. Dannelsen af sådanne revner er relateret til materialets sårbarhed ved høje temperaturer, svejsespænding og materialets kemiske sammensætning. Traditionel lasersvejseteknologi kan producere termiske revner i svejseprocessen, primært af følgende årsager: For det første på grund af den høje energitilførsel fra lasersvejsning, hvilket resulterer i hurtig opvarmning og afkøling af svejseområdet, hvilket resulterer i en stor termisk gradient og termisk spænding; for det andet kan den metallurgiske reaktion i svejseprocessen føre til adskillelse af urenheder med lavt smeltepunkt, hvilket danner en sprød fase og øger følsomheden af revner. Endelig kan den hurtige størkning af materialet føre til heterogenitet i mikrostrukturen, og vækstretningen for de søjleformede krystaller er fra smeltebadet til midten, som vist i figur 4. I dette tilfælde øges følsomheden over for revner betydeligt.
4. Lasersvejsning med størkningstilstand (a) konventionel lasersvejsning (b) svinglasersvejsning.
Den oscillerende lasersvejseteknologi kan effektivt reducere eller eliminere forekomsten af varme revner ved at introducere den oscillerende laserstråle. Under den oscillerende lasersvejseproces kan den periodiske oscillation af laserstrålen fremme metalstrømmen i smeltebadet og dermed forbedre mikrostrukturens ensartethed, og kornet vokser koaksialt i midten af smeltebadet, som vist i figur 5. Disse koaksiale korn fungerer som en beskyttende barriere for at forhindre revneudbredelse og fungerer som et termisk isoleringslag for at forhindre yderligere revneudbredelse. Samtidig hjælper den oscillerende laser med at reducere dannelsen af sprøde faser på grund af komponentsegregering, hvilket reducerer risikoen for termisk revnedannelse.
5. (A) Størkningsmikrostrukturkarakteristika for konventionelle lasersvejsninger (B) Størkningsmikrostrukturkarakteristika for lasersvingsvejsninger (CCW).
Sammenlignet med laser-selvsmeltesvejsning er swinglasersvejsningsteknologi blevet anerkendt som en effektiv måde at reducere tendensen til porøsitet og forbedre defekter såsom manglende smeltning af sidevægge. På grund af strålens omrøringseffekt på smeltebadet har den betydelige fordele ved at forbedre spaltetilpasningen, forbedre mikrostrukturensartetheden og forfine kornet. Anvendelsen af laser-svingsvejsningsteknologi kan gøre lasersvejsning mere udbredt, og lasereffektiv præcisionssvejsning kan opnås for større emner og bredere svejsninger, dvs. den grundlæggende proces og monteringsnøjagtighed af produktet afslappet.
Opslagstidspunkt: 21. feb. 2025
