1. Wprowadzenie
W nowoczesnej produkcji przemysłowej technologia spawania laserowego, z zaletami wysokiej precyzji i wysokiej gęstości energii, jest szeroko stosowana do łączenia różnych materiałów . Jednak, gdy zajmuje się materiałami o wysokiej współczynnika odbicia (takie jak miedź, aluminium i ich stopy), laserowy proces powszechny staje się komplikowany ze względu na wysokie cechy odzwierciedlające materiały, które mają wiele wpływów na spawanie i ich stopy) Efekt . W - Eksploracja głębokości mechanizmu interakcji między materiałami o wysokim współczynniku odbicia a maszynami do spawania laserowego ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji procesu spawania i poprawy jakości spawania .
2. Charakterystyka materiałów o wysokim współczynniku odbicia i ich wpływ na absorpcję energii laserowej
(2.1) Charakterystyka odblaskowa materiałów o wysokim współczynniku odbicia
Wysokie materiały odbicia (przyjmujące miedź i aluminium jako przykłady) mają wyjątkowo wysoki współczynnik odbicia dla lasera . w zakresie długości fali podczerwieni (np. 1064 nm) powszechnie stosowanego w spawaniu laserowym, współczynnik refleksyjności aluminium może osiągnąć 80% - 90%, a refleksyjność jest nawet wyższa {{}} to wysokie refleksyjność, które może osiągnąć trudną pozycję dla charakterystyki. Energia laserowa, którą należy skutecznie wchłonąć przez materiały . Odzwierciedla duża ilość energii laserowej, która nie tylko powoduje odpady energetyczne, ale może również uszkodzić komponenty optyczne (takie jak soczewki ostrości, soczewki ochronne itp. .) sprzętu do spawania laserowego, wpływając na żywotność obsługi urządzenia .}}}}}}}}}}
(2.2) Wpływ absorpcji energii na proces spawania
Ze względu na trudność w początkowej wchłanianiu energii wymagana jest wyższa moc laserowa, aby rozpocząć proces spawania, gdy spawanie materiałów współczynnika odbicia . Jednak nadmierna wysoka moc przyniesie nowe problemy, takie jak natychmiastowa para materiałów w celu utworzenia chmury plazmatycznej . Plazmatyczna dalsza odzwierciedlenie i rozproszenie Laseru, wynikające z fluktuacji LASER w zasadzie energii elektrycznej. oraz problemy, takie jak niestabilna penetracja spawania i słabe tworzenie spawania (takie jak podcięcie, garb, porowatość i inne wady) . W tym samym czasie niestabilność wchłaniania energii utrudnia również kontrolowanie wkładu ciepła podczas procesu spawania, wpływając na właściwości mechaniczne spawanego złącza.}
3. Kluczowe problemy i manifestacje w spawaniu laserowym materiałów o wysokim współczynniku odbicia
(3.1) Wady tworzenia spoin
Problem porowatości: Podczas spawania materiałów o wysokim współczynniku odbicia, ze względu na niestabilność wchłaniania energii, procesy topnienia i zestalania materiałów są nierówne, co z łatwością utrudnia gaz (takie jak wilgoć i powietrze adsorbowane na powierzchni materiału, lub gazy generowane przez oparę metalową podczas procesu spawania). Weld, wpływający na jakość produktu .
Niespójna szerokość spoiny i podcięcie: Fluktuacja energii laserowej prowadzi do niestabilności obszaru topnienia materiału i trudno jest jednolicie kontrolować szerokość spoiny . Gdy energia lokalna jest zbyt wysoka, spowoduje nadmierne topienie krawędzi spoiny, tworząc wadę podciętą, która osłabia wytrzymałość spoiny i zmniejsza Fatigue of the Cołdar
(3.2) Zła stabilność spawania
Charakterystyka odblaskowa materiałów o wysokim współczynniku odbicia powoduje, że sprzężenie zwrotne energii w kompleksie procesu spawania laserowego z łatwością powoduje niestabilność procesu spawania ., na przykład światło odbite może zakłócać tryb oscylacji lasera, powodując fluktuacje mocy wyjściowej lasera; lub ze względu na dynamiczną zmianę chmury plazmy, interakcja między laserem a materiałem jest niestabilna, co powoduje problemy, takie jak przerwanie spawania i nieciągłe spoiny, które poważnie wpływają na wydajność produkcji i spójność produktu .
4. Strategie radzenia sobie z problemami spawania laserowego materiałów o wysokim współczynniku odbicia
(4.1) Optymalizacja urządzeń laserowych i procesów
Długość fali i regulacja trybu: Użyj długości fali laserowej, które są bardziej odpowiednie do wchłaniania materiałów o wysokiej współczynniku odbicia, takich jak zielone światło (532 nm) lub niebieskie światło (450 nm) . z światłem podczerwieni, szybkość absorpcji tych krótkich laserów długości fal wysokich - materiałów refleksyjnych jest znacząco ulepszona . w tym samym czasie, optymalizuje się, podobnie jak pulsowe lasery laserowe. z wysoką mocą szczytową i użyj efektu „ablacji” materiału pod działaniem impulsu, aby zniszczyć warstwę wysokiej współczynnika odbicia na powierzchni materiału i zwiększyć wchłanianie kolejnej energii laserowej .
Optymalizacja parametrów mocy i impulsu: Rozsądnie ustawiaj parametry, takie jak moc laserowa, szerokość impulsu i częstotliwość ., na przykład, do spawania stopu aluminium, użyj odpowiedniej częstotliwości impulsów, aby umożliwić określony czas chłodzenia materiału podczas przedziału impulsu, aby uniknąć nadmiernego gromadzenia się chmury plazmatycznej; Dostosuj szerokość impulsu, aby kontrolować wejście ciepła i zmniejszyć wytwarzanie defektów spoiny .
(4.2) Materialne obróbka wstępna i pomiary pomocnicze
Wstępna obróbka powierzchniowa: Wykonaj procesy takie jak szlifowanie i wybuch piaskowania na powierzchni wysokich materiałów odbicia w celu usunięcia warstwy tlenku powierzchniowego i plam oleju, zmniejszyć współczynnik odbicia powierzchni, a jednocześnie zwiększyć chropowatość powierzchni, która sprzyja wchłanianiu energii laserowej . chemicznej metody powłoki chemicznej można również użyć do zastosowania do warstwy absorpcji na tej materialnej powierzchni. Energia laserowa i przekształca ją w energię cieplną, aby stopić materiał, a następnie powłokę można odparować lub uczestniczyć w reakcji metalurgicznej podczas procesu spawania .
Zastosowanie gazów pomocniczych: Wybierz odpowiednie gazy pomocnicze (takie jak argon, hel) . Z jednej strony może chronić obszar spawania przed utlenianiem; Z drugiej strony może skutecznie tłumić chmurę plazmową ., na przykład hel ma wysoką energię jonizacyjną, która może zmniejszyć wytwarzanie plazmy i sprawić, że energia lasera osiągnie powierzchnię materiału bardziej stabilnie; rozsądnie dostosuj szybkość przepływu i kąt gazu pomocniczego, a może również zdmuchnąć plattera i plazmę wygenerowane podczas spawania, aby poprawić środowisko spawania .
(4.3) Real - monitorowanie czasu i zamknięta - kontrola pętli
Użyj urządzeń, takich jak kamery o wysokiej prędkości i fotodetektory do monitorowania informacji, takich jak kształt chmury plazmatycznej, tworzenie spoiny i odbicie energii laserowej w czasie rzeczywistym podczas procesu spawania . poprzez ustalony model sterowania, dostosuj parametry, takie jak moc laserowa i prędkość skanowania w czasie rzeczywistym w czasie, zgodnie z danymi monitorującymi w celu realizacji kontroli spawania i zapewnienia stabilności spawalniczej Jakość . Na przykład, gdy jest monitorowane, że chmura plazmy jest zbyt gruba, aby wpływać na transmisję laserową, automatycznie zmniejszają moc lasera lub dostosować natężenie przepływu gazu pomocniczego, aby przywrócić stabilność procesu spawania .
5. Analiza przypadków - spawanie laserowe cienkich płyt aluminiowych aluminiowych
Przykładowo stosowano spawanie cienkich płyt aluminiowych (grubość 1 mm) w urządzeniu elektronicznym, początkowo zastosowano spawanie laserowe podczerwieni . Z powodu wysokiego współczynnika odbicia materiału, spawanie materiału, zwalniane z piaskiem powierzchniowym i nietopiącym problemem z szerokościami i argumentami pojawił się i nietoperzowe problemy i nie wydano. Pomoc, a parametry impulsu laserowego zostały zoptymalizowane (szerokość impulsu 200 μs, częstotliwość 50 Hz) . Po ulepszeniu tworzenie spoiny było dobre, szybkość porowatości została zmniejszona z pierwotnego 15%do poniżej 3%, wytrzymałość spoiny spełniała wymagania produktu, stabilność spawania została znacznie ulepszona, a wydajność produkcji została zwiększona o około 20%{9}}}, wytrzymałość spawania spełniała wymagania produktu
6. Wniosek
Wysokie charakterystyka współczynnika współczynnika materiałów o wysokim współczynniku odbicia wnoszą wiele wyzwań w efekcie spawania maszyn spawania laserowego, w tym problemy, takie jak trudność w absorpcji energii, wady tworzenia spoin i słaba stabilność spawania . Jednak poprzez optymalizację urządzeń laserowych i procesów leczenia laserowego (leczenie powierzchniowe, afilizację, afiliacyjnie, powierzchniowe leczenie, powierzchniowe leczenie, powierzchniowe leczenie, afiliacyjne, powierzchniowe procesy, powierzchniowe leczenie, afilia. Gaz) i rzeczywiste - czasowe monitorowanie i zamknięte strategie kontroli pętli, laserowy efekt spawania materiałów o wysokim współczynniku odbicia można skutecznie ulepszyć .
Dzięki ciągłemu rozwojowi technologii laserowej, nauki materialnej i technologii kontroli przyszłe spawanie laserowe dla materiałów o wysokim współczynniku odbicia będzie bardziej wydajne i stabilne, zapewniając bardziej niezawodne wsparcie techniczne dla szerokiego zastosowania materiałów współczynnika współczynnika współczynnika produkcji przemysłowej oraz promowanie rozwoju wysokiej jakości pól pól, jak loteria, informacja elektroniczna i nowa energia.}}.}}
-- Rayther Laser Jack Sun --