Svejsning er en proces, hvor to eller flere metaller sammenføjes ved hjælp af varme. Svejsning involverer typisk opvarmning af et materiale til dets smeltepunkt, så basismetallet smelter og udfylder mellemrummene mellem samlingerne og danner en stærk forbindelse. Lasersvejsning er en forbindelsesmetode, der bruger laser som varmekilde.
Tag det firkantede batterihus som et eksempel: Batterikernen er forbundet med laser gennem flere dele. Under hele lasersvejseprocessen er materialeforbindelsesstyrke, produktionseffektivitet og defektrate tre problemstillinger, som industrien er mere bekymret over. Materialforbindelsesstyrken kan afspejles i den metallografiske penetrationsdybde og -bredde (tæt relateret til laserlyskilden); produktionseffektiviteten er primært relateret til laserlyskildens forarbejdningskapacitet; defektraten er primært relateret til valget af laserlyskilde; derfor diskuterer denne artikel de almindelige på markedet. Der udføres en simpel sammenligning af flere laserlyskilder i håb om at hjælpe andre procesudviklere.
Fordilasersvejsninger i bund og grund en lys-til-varme-konverteringsproces, hvor flere nøgleparametre er involveret: strålekvalitet (BBP, M2, divergensvinkel), energitæthed, kernediameter, energifordelingsform, adaptivt svejsehoved, forarbejdning. Procesvinduer og forarbejdbare materialer bruges primært til at analysere og sammenligne laserlyskilder fra disse retninger.
Sammenligning af singlemode-multimode lasere
Definition af single-mode multi-mode:
Single mode refererer til et enkelt fordelingsmønster af laserenergi på et todimensionelt plan, mens multimode refererer til det rumlige energifordelingsmønster, der dannes ved superposition af flere fordelingsmønstre. Generelt kan størrelsen af strålekvalitetsfaktoren M2 bruges til at bedømme, om fiberlaseroutputtet er singlemode eller multimode: M2 mindre end 1,3 er en ren singlemode-laser, M2 mellem 1,3 og 2,0 er en kvasi-singlemode-laser (få mode), og M2 større end 2,0 for multimode-lasere.
Fordilasersvejsninger i bund og grund en lys-til-varme-konverteringsproces, hvor flere nøgleparametre er involveret: strålekvalitet (BBP, M2, divergensvinkel), energitæthed, kernediameter, energifordelingsform, adaptivt svejsehoved, forarbejdning. Procesvinduer og forarbejdbare materialer bruges primært til at analysere og sammenligne laserlyskilder fra disse retninger.
Sammenligning af singlemode-multimode lasere
Definition af single-mode multi-mode:
Single mode refererer til et enkelt fordelingsmønster af laserenergi på et todimensionelt plan, mens multimode refererer til det rumlige energifordelingsmønster, der dannes ved superposition af flere fordelingsmønstre. Generelt kan størrelsen af strålekvalitetsfaktoren M2 bruges til at bedømme, om fiberlaseroutputtet er singlemode eller multimode: M2 mindre end 1,3 er en ren singlemode-laser, M2 mellem 1,3 og 2,0 er en kvasi-singlemode-laser (få mode), og M2 større end 2,0 for multimode-lasere.
Som vist i figuren: Figur b viser energifordelingen for en enkelt grundtilstand, og energifordelingen i enhver retning, der går gennem cirklens centrum, er i form af en Gaussisk kurve. Billede a viser multitilstandsenergifordelingen, som er den rumlige energifordeling dannet ved superpositionering af flere enkelte lasertilstande. Resultatet af multitilstandssuperposition er en flad topkurve.
Almindelige single-mode lasere: IPG YLR-2000-SM, SM er forkortelsen for Single Mode. Beregningerne bruger kollimeret fokus 150-250 til at beregne fokuspunktstørrelsen, energitætheden er 2000W, og fokusenergitætheden bruges til sammenligning.
Sammenligning af single-mode og multi-modelasersvejsningeffekter
Single-mode laser: lille kernediameter, høj energitæthed, stærk penetrationsevne, lille varmepåvirket zone, svarende til en skarp kniv, især egnet til svejsning af tynde plader og højhastighedssvejsning, og kan bruges med galvanometre til at bearbejde små dele og meget reflekterende dele (ekstremt reflekterende dele) ører, forbindelsesstykker osv.), som vist på figuren ovenfor, har single-mode et mindre nøglehul og en begrænset mængde intern højtryksmetaldamp, så den har generelt ingen defekter såsom indre porer. Ved lave hastigheder er udseendet ru uden at blæse beskyttelsesluft. Ved høje hastigheder tilføjes beskyttelse. Gasbehandlingskvaliteten er god, effektiviteten er høj, svejsningerne er glatte og flade, og udbyttet er højt. Den er velegnet til staksvejsning og penetrationssvejsning.
Multimode-laser: Stor kernediameter, lidt lavere energitæthed end singlemode-laser, sløv kniv, større nøglehul, tykkere metalstruktur, mindre dybde-til-bredde-forhold, og ved samme effekt er indtrængningsdybden 30 % lavere end for singlemode-lasere, så den er velegnet til brug ved stumpsvejsning og tykpladebearbejdning med store samlingsgaber.
Komposit-ringlaserkontrast
Hybridsvejsning: Halvlederlaserstrålen med en bølgelængde på 915 nm og fiberlaserstrålen med en bølgelængde på 1070 nm er kombineret i det samme svejsehoved. De to laserstråler er koaksialt fordelt, og de to laserstrålers fokusplaner kan justeres fleksibelt, så produktet har både halvlederfunktion.lasersvejsningegenskaber efter svejsning. Effekten er lys og har fiberdybdenlasersvejsning.
Halvledere bruger ofte en stor lysplet på mere end 400 µm, som primært er ansvarlig for at forvarme materialet, smelte materialets overflade og øge materialets absorptionshastighed for fiberlasere (materialets absorptionshastighed for lasere stiger, når temperaturen stiger).
Ringlaser: To fiberlasermoduler udsender laserlys, som transmitteres til materialeoverfladen gennem en sammensat optisk fiber (ringoptisk fiber inden i en cylindrisk optisk fiber).
To laserstråler med ringformet plet: Den ydre ring er ansvarlig for at udvide nøglehullets åbning og smelte materialet, og den indre ringlaser er ansvarlig for indtrængningsdybden, hvilket muliggør svejsning med ultralav sprøjt. Kernediametrene på den indre og ydre ringlaser kan frit matches, og kernediameteren kan frit matches. Procesvinduet er mere fleksibelt end for en enkelt laserstråle.
Sammenligning af komposit-cirkulære svejsningseffekter
Da hybridsvejsning er en kombination af halvledervarmeledningsevnesvejsning og fiberoptisk dybpenetrationssvejsning, er den ydre ringpenetration mere overfladisk, den metallografiske struktur er skarpere og slankere; samtidig er termisk ledningsevnen tydelig, smeltebadet har små udsving, et stort område, og smeltebadet er mere stabilt, hvilket afspejler et glattere udseende.
Da ringlaseren er en kombination af dyb penetrationssvejsning og dyb penetrationssvejsning, kan den ydre ring også producere penetrationsdybde, hvilket effektivt kan udvide nøglehulsåbningen. Den samme effekt har større penetrationsdybde og tykkere metallografi, men samtidig er stabiliteten af smeltebadet lidt mindre end. Udsvingene i optiske fiberhalvledere er lidt større end i kompositsvejsning, og ruheden er relativt stor.
Opslagstidspunkt: 20. oktober 2023
