Что такое лазерная сварка? Какова текущая разработка технологии лазерной сварки? В каких областях можно применять технологию лазерной сварки?
1. Что такое лазерная сварка?
Короче говоря, лазерная сварка состоит из нагрева поверхности заготовки лазерным излучением, а поверхностное тепло диффундирует внутрь через теплопроводную проводимость. Затем, контролируя ширину, энергию, пиковую мощность и частоту повторения лазерного импульса, заготовка расплавлена с образованием определенного расплавленного пула, тем самым достигая сварки.
Лазерная сварка может уменьшить входное тепло до минимального необходимого количества, диапазон металлографических изменений в воздействии на тепло является небольшим, а деформация, вызванная теплопроводимостью, также минимальна.
Безконтактная сварка может свести к минимуму износ и деформации машины. Лазерный луч легко сосредоточиться, выравнивать и направлять оптическими инструментами. Он может быть размещен на соответствующем расстоянии от заготовки и может руководствоваться между машинами или препятствиями вокруг заготовки.
Лазерный луч может быть сосредоточен на очень маленькой площади, может приваривать небольшие и близко расположенные детали, может приваривать широкий спектр материалов, а также может присоединиться к различным гетерогенным материалам.
Легко выполнить высокоскоростную сварку с автоматизацией, а также можно контролировать в цифровом виде или компьютером. При сварке тонких материалов или проводов с тонким диаметром нет таких проблем, как переработка.
2. Каков текущий статус технологии лазерной сварки?
Технология лазерной сварки разработала вместе с разработкой лазерной технологии. В последние годы были введены новые источники света, такие как синий лазер, зеленый лазер, фемтосекундное лазер, качающаяся сварка, регулируемая сварка кольца Ringmode) и другие новые процессы, которые вновь решали некоторые сварки в промышленном производстве, которые позволили быстро повысить сварку лазера и развивались в различных сварках промышленного производства.
(1) Технология металлической лазерной сварки
Высокая плотность энергии лазера позволяет сварке некоторых сложных металлических материалов, но есть некоторые проблемы с сваркой высокоотражающих материалов и разнородных металлических материалов, таких как золото, серебро, медь и алюминий. Основные причины включают:
① Высокая отражательная способность и высокая теплопроводность, лазерная сварка требует более высокой стартовой мощности;
② ОБЪЕДИНЕНИЕ ВЫСОКОВАННОЙ ЛАЗЕРЫ, он чувствителен к изменениям поверхностного состояния материала, что приводит к плохим приповным соединениям/сварной форме;
③ Скорость лазерной сварки быстро, что приводит к сварке, таким как поры внутри сварного шва, особенно алюминиевые и алюминиевые сплавы.
(1.1) Эффективная лазерная сварка медных и медных сплавов
Медь обладает отличной электрической и теплопроводности и широко используется в сфере производства электронных продуктов и электромобилей. Среди них наиболее широко используются двигатели, батареи, датчики, жгуты проводки и терминалы.
В прошлом лазерная сварка металлических материалов в основном опиралась на инфракрасные лазеры. Тем не менее, теплопроводность меди слишком высока, почти в 5 раз больше, чем у чистого железа и в 1,7 раза больше чистого алюминия. Медь имеет низкий уровень поглощения для инфракрасных лазеров. Использование инфракрасных лазеров для линейной сварки имеет нестабильное окно процесса и наибольшее колебание глубины плавления, которое подвержено таким проблемам, как сварка, расщепление металла, поры и большие колебания в глубине проникновения.
Следовательно, после появления мощных коротковолновых лазеров, видимая лазерная сварка и гибридная сварка стали идеальными методами обработки для высокоотражающих материалов, таких как медные и медные сплавы.
① ГРИН СВЕТАЯ СВОДА
Зеленый лазер - это своего рода видимый свет с длиной волны 500-560 нм. Скорость поглощения меди для зеленого света с длиной волны λ=515 нм достигает 40%, что примерно в 8 раз превышает скорость поглощения инфракрасного света около 1 мкм, а эффективность связи энергии выше. Чувствительность к степени окисления также снижается.
Использование зеленого лазера может значительно снизить пороговую мощность сварки глубокого проникновения меди, количество распыления расплава и разбрызгивания на поверхности сварного шва невелика, и оно почти не зависит от скорости сварки. Если сканирование луча, дефокусирование луча и правильная модуляция лазерной мощности увеличивается, качество сварки может быть значительно улучшено. В то время как количество дефектов сварки значительно уменьшено, поверхность сварки будет более регулярной и равномерной.
② Легкая лазерная сварка
Чем короче длина волны, тем выше энергия фотона, которая помогает увеличить скорость поглощения материала лазерного света. Длина волны синего лазера составляет 400 нм ~ 500N. Полупроводник лазер на основе материала нитрида галлия может непосредственно генерировать лазер с длиной волны 450 нм без дальнейшего удвоения частоты. Он имеет преимущества простой структуры, простого использования, эффективности электрооптического преобразования и высокой скорости поглощения.
По сравнению с волокнистыми лазерами, обычно используемыми при промышленной обработке, лазеры синего света имеют {{0}% увеличение скорости поглощения металлических материалов при 450 нм, особенно увеличение скорости поглощения высокоотражающих металлических материалов, таких как меди и золото. Было подтверждено, что потребление энергии, необходимое для сварки меди, на 84% ниже, чем у инфракрасных лазеров. Это означает, что когда инфракрасный лазер требуется 10 Вт лазерной мощности для сварки медных материалов, использование синего лазера требует всего около 1 кВт или 0,5 кВт мощности.
③ Гибридная сварка балки
Используя инфракрасную открытую световую композитную сварку с двумя лучами, используя меньшую мощность, видимый световой лазер, инфракрасный лазер может достичь принудительной сварки глубоконоживания меди, когда мощность ниже, чем пороговая мощность сварки с глубоким протеканием, и значительно снижает брызги сварки, а стоимость оборудования низкая. Качество сварки высокое и считается очень выдающимися преимуществами и хорошими перспективами применения.
(1.2) Лазерная свинг сварка алюминиевых сплавов
Когда обычные однофокусированные лазерные лучи используются для сварки алюминиевых сплавов, поры являются общими дефектами. Основными причинами образования пор в алюминиевых сплавах являются:
① Сварка расплавленная бассейн и замочная скважина склонны к коллапсу и нестабильности из -за сильной вибрации, образуя поры;
② Растворимость водорода в алюминиевых сплавах резко падает с снижением температуры, что приведет к осаждению перпендации водорода во время затвердевания и образованию пор водорода. Присутствие пор вызовет концентрацию напряжения в сварке, что приведет к трещину во время затвердевания сварка.
Лазерная свинг сварка. Во время процесса сварки луча перемещается вдоль направления сварного шва и колеблется в различных формах, таких как круглый, 8- в форме и спиральные линии одновременно.
В настоящее время реализация качания луча в основном достигается гальванометром, который может выдерживать мощные лазеры. Площадь действия луча лазерной свинг сварки увеличивается, что увеличивает площадь замочной скважины и расплавленной бассейн и размер корня расплавленного пула, улучшает стабильность замочной скважины и расплавленного пула и оказывает значительное улучшение на такие дефекты, как плохое слияние и недостаток. В то же время перемешивание расплавленного бассейна путем качающегося луча света ускоряет конвекцию расплавленного бассейна, что увеличивает скорость выхода пузырьков в расплавленном бассейне и снижает пористость.
3. Текущее применение технологии лазерной сварки в различных областях
Лазерная сварка - не позднее, чем резка. В настоящее время в моей стране есть предприятия, которые специализируются на лазерной сварке. В первые дни основными методами лазерной сварки лазера и лазерной сварки YAG были. Все они представляют собой очень традиционную лазерную сварку с низкой мощностью, которая была применена в формах, рекламных персонажах, очках, ювелирных изделиях и других областях, но шкала очень ограничена. В последние годы, с постоянным улучшением лазерной энергии, что более важно, полупроводниковые лазеры и волоконно -волоконно -лазеры постепенно разработали сценарии применения лазерной сварки, разбивая техническую узкую часть лазерной сварки и открывая новое рыночное пространство.
(1) Применение технологии лазерной сварки в автомобильном производстве
Благодаря развитию науки и техники и улучшения уровня потребления людей и качества жизни, требования к легкой и художественной эстетике автомобильных органов в области производства автомобилей становятся все выше и выше. Технология лазерной сварки выделяется из -за превосходного эффекта обработки, хорошего качества продукта и высокой эффективности работы и быстро становится любимым применением технологий сварки в области автомобильного производства.
В производстве транспортных средств технология лазерной сварки в основном используется в таких процессах, как лазерная сварка толстых стальных пластин, лазерная сварка автомобильных сборок и подсистемных сборов, а также лазерная сварка деталей автомобиля. Автопроизводители в некоторых европейских и американских странах начали применять технологию лазерной сварки относительно рано, начиная с 1980 -х годов. Audi, Mercedes-Benz, GM и другие известные автомобильные бренды начали вводить технологию лазерной сварки в производство и производство транспортных средств в то время, что способствовало углубленному применению и разработке технологии лазерной сварки в области производства и производства транспортных средств.
В последние годы лазерная сварка батарей силовых аккумуляторов должна быть наиболее привлекательным спросом на применение сварки, что имеет большой импульс для производителей лазерного оборудования. Вторым должна быть сварка автомобильных тел и деталей. Китай является крупнейшим в мире автомобильным рынком, когда непрерывно появляются многие старые автомобильные компании и новые автомобильные компании с почти 100 автомобильными брендами. Большинство производителей используют технологию сварки на уровне киловатта или автоматические производственные линии лазерной сварки; Особенно в сфере энергетических аккумуляторов, ведущие новые энергетические батареи использовали большое количество лазерного сварочного оборудования.
4. Какова тенденция развития технологии лазерной сварки?
Благодаря дальнейшему развитию и прорыву сварки технологии, ее уникальность более очевидна в процессе исследований и разработок технологии лазерной сварки. Технология лазерной сварки может быстро и эффективно сварчать металлические материалы. Когда создается лазерный луч из -за его собственных высоких характеристик фокусировки, он может вызвать чрезвычайно высокую плотность мощности в лазерном пучке, что позволяет лазерному лучу высвобождать большое количество тепловой энергии за очень короткое время, тем самым значительно повышая эффективность сварки и обеспечивая качество сварки.
Кроме того, из -за мгновенного преимущества сварки лазерной сварки технологии, она имеет очень широкую перспективу применения. В фактическом применении технологии лазерной сварки, когда лазерный луч непосредственно облучает поверхность металлического материала, он не будет влиять на металлический материал за пределами области облучения, поэтому он не наносит существенного повреждения поверхности металлического материала во время процесса сварки, и после завершения сварки процесса сварки нет необходимости выполнять соответствующую поверхностную обработку. Это делает технологию лазерной сварки, особенно подходящей для обработки поверхностей различных точных частей, чтобы также можно быстро добиться более сложных сварных операций.
Более того, в предыдущих технических технических характеристиках сварки обычно предусмотрено, что требования к материалам для всех сварочных материалов должны быть последовательными. При использовании технологии лазерной сварки нет необходимости иметь большие ограничения на материал сварочных материалов, поэтому даже сварки различных материалов могут быть легко сварены с использованием технологии лазерной сварки. Можно сказать, что формирование и широкое применение технологии лазерной сварки эффективно преодолели проблемы в традиционной сварной технологии и уменьшили сложность традиционных сварных операций.
После более чем полвека развития технический уровень технологии лазерной сварки также становится все более совершенным, и постепенно широко используется во все большем количестве промышленных областей.
В области применения аэрокосмических, электронных инструментов, производства машин, стальной металлургии, автомобильного производства, медицинского оборудования и других отраслей промышленности лазерная сварка технологии играют все более огромную роль. Например, при производстве автомобильных деталей технология лазерной сварки может использоваться для обработки и производства покрывающих частей транспортного средства, а передовые страны, такие как Соединенные Штаты и Япония, также применили технологию лазерной сварки к производству авиационных частей в чистой азотной среде.