Sammenlignet med traditionelle svejsemetoder,lasersvejsninghar betydelige fordele – lav varmetilførsel, hurtig svejsehastighed, lille varmepåvirket zone,
I de senere år er lasersvejsning blevet meget anvendt i bilindustrien, skibsbygningsindustrien, atomkraftindustrien, luftfartsindustrien
Luftfartsindustrien og andre højteknologiske industrier bliver mere og mere udbredt, og med reduktionen af omkostningerne til komplette sæt udstyr, i de daglige hardwareforsyninger
Og andre livsrelaterede anvendelser begyndte at vokse hurtigt. Men samtidig har enkeltlasersvejsning også visse mangler,
Kan ikke opfylde de stadigt mere forskelligartede behov: For det første er kravene til mellemrum mellem enkeltlasersvejsning på svejseenheden meget strenge,
Det er normalt nødvendigt at have et mellemrum < 0,2 mm, ellers er det vanskeligt at opnå en god forbindelse; for det andet,enkelt lasersvejsninger meget følsom over for svejsereaktioner
Det er meget nemt at forårsage revner i svejsningen, og svejsningens sammensætning kan ikke justeres for at kontrollere dannelsen af revner; For det tredje, enkelt
Lasersvejsning kræver ultrahøjtydende lasere ved svejsning af plader med stor tykkelse, og dens indtrængningsevne afhænger helt af laserens effekt.
Og svejsekvaliteten kan ikke garanteres fuldt ud.
For at imødekomme behovene i udviklingen af forskellige industrier er metoderne til lasersvejsning også blevet forbedret, og den tilsvarende udvikling er blevet udviklet, såsom denne artikel
Lasersvejsning med trådfyldning og andre svejsemetoder beskrives. Lasersvejsning med trådfyldning er udviklet på basis af enkeltlasersvejsning,
Sammenlignet med enkeltlasersvejsning har det åbenlyse fordele:
①Reducer emnets monteringskrav betydeligt, da svejsetråden tilføjes til svejseprocessen, hvilket øger smeltebadsmetallet betydeligt og kan brodannes.
Forbind med et større svejsegab, samtidig med at svejsningen gøres mere fyldig;
Mikrostrukturegenskaberne i svejseområdet kan kontrolleres, fordi svejsetrådens sammensætning er forskellig fra svejseforbindelsens basismateriale.
Efter at tråden er smeltet ind i svejsebadet, kan svejsebadets kvalitet, sammensætning og proportioner justeres for at kontrollere størkningsprocessen og dannelsen af mikrostruktur.
(3) Linjeenergitilførslen er lille, den varmepåvirkede zone og termisk deformation er små, hvilket er meget befordrende for svejsning af emnet med strenge deformationskrav;
④kan opnå mindre lasersvejsning af tykkere materialer, fordi svejsetråden tilføjes til svejseprocessen, kan der opnås flere svejsninger, og
Svejsebadets messing vil blive betydeligt forstørret, så svejsefugen kan åbnes for at reducere svejsestykkets faktiske størrelse.
Lasersvejsningstykkelse, og realisere derefter flerkanals lasertrådsvejsning af tykt plademateriale.
Forskellen mellem lasertrådsvejsning og lasertrådsvejsning
Formen for lasertrådssvejsning er vist i figur 1, som er forskellig fra lasertrådssvejsningen vist i figur 2. De grundlæggende elementer i begge svejsemetoder er
Konsistente, er sammensat af en laserstråle, svejsetråd, svejsedele, beskyttelsesgas i henhold til de faktiske behov for at beslutte, om der skal tilføjes, involveret
Og det vigtigste udstyr er trådfremføringsmaskine, svejsemaskine, trådfyldningssvejsehoved med blødt pistolhoved, svejsehoved og højeffektlaser.
Figur 1 Lasersvejsning med trådsmeltning
Figur 2 Lasertrådlodning
Selvom der grundlæggende ikke er nogen forskel i den ydre form af de to svejsemetoder, er der en betydelig forskel i det væsentlige. Ved lasertrådsvejsning,
Laseren bruger generelt en højtydende fiberlaser, som vist i figur 3. Laseren behøver ikke kun en svejsetråd, men skal også smelte basismetallet og ind...
Den særlige huleffekt ved laserdybpenetrationssvejsning dannes på basismetallet, hvorved der dannes en dyb smeltebassin, og svejsetrådens sammensætning blandes fuldstændigt med basismetallets metalsammensætning.
En ny hybrid smeltebassin dannes, og elementsammensætningen, andelen og kvaliteten af hybridsmeltebassinet er større end svejsetrådens og basismaterialets.
Derfor kan den passende svejsetråd tilføjes til svejseprocessen i henhold til selve basismaterialets ydeevnedefekter for at forbedre svejseeffektiviteten.
På det visuelle plan er revnemodstanden, udmattelsesmodstanden, korrosionsbestandigheden, slidstyrken og andre aspekter af svejsningen målrettet forbedret.
Derudover kan lasertrådsvejsning udføres med flere kanaler, da det kan opnå dyb penetrationssvejsning med lille huleffekt, hvilket kan opnås
Den fulde sammensmeltning af de to nederste lag af svejsestrengen undgår alvorlige defekter ved manglende sammensmeltning, så den har evnen til at svejse samlinger med stor tykkelse.
NårlasertrådVed lodning bruger laseren generelt en højtydende halvlederlaser, som vist i figur 4
På svejsetråden vil kun en meget lille mængde laser påvirke svejsningen og smelte en lille mængde metal på svejseoverfladen, og smeltebassinet smelter næsten ved smeltning.
Svejsetråden er formet, så svejseydelsen afhænger hovedsageligt af den grundlæggende sammensætning og andelen af svejsetråden og den smeltede svejsetråd ved svejsningen.
Hovedformålet med laserlodning af tråd er at opnå en bestemt forbindelsesstyrke i svejsefugen.
Og forsegling og lasertrådlodning kan ikke være flerkanals stablet svejsning, de øverste og nederste to lag af svejsningen kan dybest set ikke være solide.
Nu hvor samlingen er fuldt og effektivt smeltet, er de mekaniske egenskaber meget dårlige.
Anvendelsesfelt for lasertrådsvejsning
Med udviklingen af lasertrådsvejseteknologi og stigningen i laserens effektgrænse er anvendelsesområdet forlasertrådsvejsning
Mere og mere omfattende, primært inden for følgende aspekter:
Lasersvejsning af aluminiumlegering
Generelt set, fordi selve aluminiumlegeringen har en høj reflektionsevne over for laseren og en høj termisk ledningsevne, er aluminiumlegeringen lasersvejset.
Når den nødvendige lasereffekt er stor, vil dette føre til grundstoffer med lavt kogepunkt i aluminiumlegeringer (såsom Mg, Zn osv.), alvorlig fordampning og brændingstab.
Samtidig påvirker den lave overfladespænding af det smeltede metal svejsningens størkningsegenskaber, og disse årsager vil føre til eksistensen af lasersvejsede aluminiumlegeringer.
Mange problemer – dårlige mekaniske egenskaber ved svejsesamlinger, dårlig svejseformning, porøsitet og alvorlige revner. I stedet bruges en laser til at fylde tråden
Svejsning af aluminiumslegering vil forbedre disse problemer betydeligt:
①Lasersvejsning af tråd kan forbedre svejseoverfladen og effektivt forbedre svejsningenType, og svejseprocessprøjtet er lille;
②Tilsætning af svejsetråd kan ikke kun påvirke krystalorienteringen af cylindriske krystaller i svejsningen, men også fortynde svejsningenDen krystallinske grænseflade, der genereres af den relative vækst af den søjleformede kernekrystal, forbedrer svejsedannelsen og forbedrer også materialets absorptionshastighed til laseren.
Med stigende smeltebredde falder mikrohårdheden en smule, og samlingens trækstyrke og forlængelse vil være betydelig under de optimerede procesparametre.
Forbedring; (3) Svejsning med passende procesparametre kan ikke opnå åbenlyse interne defekter, mikrohårdhed på HV60 eller mere og fælles HAZ
Der er ingen tydelig blødgøring af svejsefugen i zonen, og bruddet er i basismaterialeområdet under trækprøvning.
Lasersvejsning af forskellige metaller
I krævende arbejdsmiljøer eller af omkostningshensyn er det ofte nødvendigt at have flere aspekter af et emne på samme tid.
Særlige egenskaber, såsom korrosionsbestandighed, høj specifik styrke, varmebestandighed, slidstyrke, høj ledningsevne, god varmeafledning osv., men langt de fleste
Metalmaterialer kan ikke have en række mere fremtrædende særlige egenskaber på samme tid, og metalmaterialer med særlige egenskaber er ofte
Sparsomme og dyre, kan ikke bruges i store mængder, så hvis du kan lave en række forskellige materialer med særlige egenskaber for at opnå en effektiv forbindelse, så
Kan opfylde brugskravene. Forskellen i fysiske og kemiske egenskaber mellem forskellige metalmaterialer er generelt stor, hvilket er uundgåeligt i svejseprocessen.
Dannelsen af intermetalliske forbindelser, som har stor indflydelse på svejsefugernes ydeevne, vil sprøde intermetalliske forbindelser gøre svejsningen meget nem at fremstille.
Det er meget vanskeligt direkte at bruge en enkelt laser til at svejse forskellige metalsamlinger, og dens processtabilitet er vanskelig at kontrollere.
Vanskeligheder med reproduktion. Et stort antal forskere og eksperter har fundet ud af, at lasertrådsvejsning er relativt god til svejsning af forskellige metaller, og valget er passende.
Svejsetråden kan i et vist omfang hæmme dannelsen af intermetalliske forbindelser og kan i høj grad forbedre mekanikken i svejsede samlinger.
Præstation:
①Mg/Cu-overlapningsforbindelse svejset med lasertrådfyldningssvejsning kan dannes godt under passende procesparametreDen maksimale forskydningsstyrke for samlinger af forskellige metaller med en bestemt styrke kan nå 164,2 MPa, hvilket er 64% af magnesiumlegeringens basismetal.
② Svejsning af Al/Ti-overlapnings- og stødsamlinger er undersøgt, og resultaterne viser, at svejseprocessen er stabil og dannes, når der anvendes rektangulær lysplet.Smuk, bred vifte af procesparametre, høj svejsekvalitet, dens maksimale trækstyrke når 94% af aluminiumlegeringens basismetal;Forbedre svejsedannelsen.For emner med bærende formål, hvis svejsningen kollapser, vil dens effektive tykkelse blive reduceret, og de mekaniske egenskaber vil blive reduceret, hvis svejsningen bider
Det vil føre til spændingskoncentration ved svejsningens kant, og de mekaniske egenskaber vil blive reduceret. For emnet med krav til udseende, hvis svejsningen kollapser
At sætte sig fast eller bide i kanten kan have en alvorlig visuel indvirkning og er uacceptabelt. For at gøre svejsningen fuld, skal lasertrådsvejsning udføres.
Det er en rigtig god metode, fordi svejsetråden smeltes ind i smeltebadet, hvilket effektivt kan øge smeltebadets volumen og derefter sikre, at svejsningen er fuld.
Defekt i bidkanten.
For emnet med et stort fugegab (generelt≥0,3 mm), er det vanskeligt at opnå en effektiv forbindelse ved enkelt lasersvejsning og kan kun fyldes
Yderligere materiale kan udfylde svejsespalten, så lasertrådsvejsning er en meget effektiv løsning.
Filetsvejsning med smal spalte
Smalspalts-lasersvejsning med trådfyldning kan realisere effektiv svejsning af mellemstore og tykke plader ved at bruge lasere med lille og mellemstor effekt, ikke kun ved at tilføje svejsning
Tråd til at ændre svejsemetallets sammensætning og struktur, forbedre den samlede ydeevne af svejsefugen, men også forbedre den enkelte lasersvejsningshældning
Tilpasningsevnen og fejltolerancen for mundingsafstanden og den varmepåvirkede zone af svejsningen er smal, og spændingen i den svejsede samling er også lille, hvilket har et godt arbejdsresultat.
Derfor har mange eksperter og forskere i de senere år udført relevant forskning om det:
①Brug af smalle mellemrum lasertrådfyldning med flere kanalerSvejsemetode svejset 40 mm tyk Q345D marine stålplade, resultaterne viser, at de passende svejseprocesparametre kan opnå en god form,
Den svejsede samling uden porøsitet, ingen defekter såsom manglende fusion, svejsecentrets slagfasthed er god, og svejsningens trækstyrke er højere end basismaterialets;
②Det 50 mm tykke rotorstål blev svejset ved hjælp af smalspalts lasertrådfyldningsflerpassagesvejsning, og resultaterne viste, at svejseprocesparametrene var passende.
Den kan få god formning, ingen defekter såsom manglende sammensmeltning af sidevæggene, samlingens slagfasthed reduceres, men dens trækstyrke er højere end modermaterialets.
Træ;③Smalspaltsvejsning med lasertrådfyldning af en 20 mm tyk 5083 aluminiumlegering er undersøgt, og resultaterne viser, at de passende svejseprocesparametre
Der kan opnås en svejset samling med færre porer og ingen defekter såsom manglende sammensmeltning.
Anvendelsessager og anbefalinger til udstyr og procesparametre
1. Ansøgningssager
Forbedre svejseformning
Krav: 1 mm og 3 mm svejsning af rustfrit stål, svejsesømmen må ikke have porøsitet, og støbningen skal være god.
Udstyr: RFL-C4000 (fiberkernediameter 200μm), trådboks, svejsehoved.
Tabel 5 Anbefalet rilleform og -størrelse
Resultater: Støbningen var god, og svejsningen havde ingen porøsitet, som vist i figur 5.
Figur 5 Svejseformning og tværsnitsmorfologi
Smalspalts lasertrådfyldning flerstrengssvejsning
Krav: 18 mm tyk Q345 marine stålplade svejset, kræver færre svejsehuller, ingen manglende fusion, samlingstrækstyrke
Styrken er højere end basismaterialets, og svejseformningen er bedre.
Udstyr: RFL-C6000 (fiberkernediameter 400μm), trådboks, svejsehoved.
Procesparametre: Svejsestrengen skal være affaset, størrelsen af den affasede snit er vist i figur 6, og andre svejseprocesparametre er vist i tabel 2.
Figur 6 Sporstørrelse
Resultater: Støbningen var god, der var ingen manglende sammensmeltning, og svejsningen havde stort set ingen porøsitet, som vist i figur 7, og trækprøvningen blev udført.
Det er bevist, at svejsningen brister i basismaterialet, hvilket indikerer, at samlingens trækstyrke er højere end basismaterialets.
FIG. 7 Metallografisk diagram over svejsetværsnit
2. Forslag til udstyr og procesparametre
Forbedre svejseformning og kvalitet
Til stødsamlingslasersvejsning af almindelige materialer anbefales det generelt at bruge laser- og fiberkernediameteren for at forbedre svejseformen.
Svejsehovedet skal konfigureres, så fokuspunktets diameter er mellem 0,4 mm og 0,6 mm, og svejsetråden skal vælges med den passende kvalitet.
Andre svejseparametre er vist i tabel 2 og tabel 3.
Smalspalts lasertrådfyldning flerstrengssvejsning
Til flerpassvejsning med smal spalte og lasertrådsfyldning af mellemtykke plader anbefales det generelt, at fokuseringspunktets diameter er 0,6 mm ~ 1,0 mm, og
Og svejsetråden skal vælge den passende kvalitet, derudover skal samlingens rillestørrelse være rimeligt designet, rillestørrelsen må ikke være for stor,
Ellers er det let at forårsage manglende sammensmeltning inde i svejsningen, og den generelt anbefalede rillestørrelse er vist i tabel 5. Antallet af perler bør baseres på samlingens maksimale
Stor tykkelse for at bestemme, anbefales den første bundsvejsning at bruge udstyrets maksimale svejsekapacitet til at bestemme, efter hver dybde af en
Generelt 3 mm ~ 5 mm; Hvad angår de svejseprocesparametre, der anvendes for hver streng, er det nødvendigt at stole på den nødvendige svejsedybde og hvornår
Bredden af den forreste svejsepassage bestemmes. Når bredden af svejsepassagen er større, bør defokuseringsmængden øges moderat for at forhindre, at sidevæggen ikke smelter sammen.
Udsendelsestidspunkt: 3. april 2025
