Kaip išspręsti aliuminio lydinio suvirinimo lazeriu problemą

Šiuo metu, didėjant automobilių vamzdynų sudėtingumui, atsiranda vis daugiau suvirinimo taškų, o tai neišvengiamai sukelia daug suvirinimo liepsnos problemų. Žinoma, kiekvienas suvirinimo būdas turi savų privalumų ir trūkumų. Šiame straipsnyje analizuojamos lazerinio suvirinimo oro kondicionavimo vamzdyno galimybės.

Šiandien lazerinis suvirinimas plačiai naudojamas apdirbimo pramonėje. Be to, lazerinė technologija taip pat pasižymi nedideliu suvirinimo šilumos įvedimu, maža įtaka suvirinimo šilumos plotui ir nėra lengvai deformuojama, todėl jai buvo skiriamas ypatingas dėmesys aliuminio lydinio suvirinimo srityje.

Kita vertus, dėl aliuminio lydinio apdorojimo savybių aliuminio lydinio suvirinimas lazeriu turi tam tikrų suvirinimo sunkumų. Kaip išspręsti šias problemas?

1 problema: aliuminio lydinys turi mažą lazerio sugerties greitį. Ši problema daugiausia kyla dėl aliuminio lydinio medžiagų problemos. Dėl didelio pradinio aliuminio lydinio atspindžio ir didelio šilumos laidumo lazerio spinduliui aliuminio lydinio sugerties greitis į lazerio spindulį prieš lydantis yra labai mažas. Aliuminio lydinys turi stiprų lazerio atspindžio efektą, kuris atsiranda dėl didelio laisvųjų elektronų tankio aliuminio lydinio kietajame būvyje, kuris lengvai atspindi energiją su fotonu pluošte.

Tyrimai rodo, kad aliuminio lydinio atspindys dujiniam CO2 lazeriui yra net 90%, o kietojo lazerio atspindys yra beveik 80%. Tuo pačiu metu aliuminio lydinys turi stiprų šilumos laidumą, todėl aliuminio lydinio lazerio sugerties greitis yra labai mažas. Todėl reikia imtis atitinkamų priemonių aliuminio lydinio lazerio sugerties greičiui pagerinti.

Norint išspręsti šią problemą, sprendimai daugiausia apima šiuos aspektus:

1. Pirminis aliuminio lydinio medžiagos paviršiaus apdorojimas. Aliuminio lydiniai pasižymi dideliu lazerio atsaku. Tinkamas išankstinis aliuminio lydinio paviršiaus apdorojimas, pvz., anodinė oksidacija, elektrolitinis poliravimas, smėliavimas, smėliavimas ir kt. Tai gali žymiai pagerinti paviršiaus sugertį spinduliavimo energija. Rezultatai rodo, kad aliuminio lydinio kristalizacijos tendencija pašalinus oksido plėvelę yra didesnė nei originalaus aliuminio lydinio. Siekiant nesugadinti aliuminio lydinio paviršiaus apdailos ir supaprastinti suvirinimo lazeriu procesą, suvirinimo procesas gali būti naudojamas ruošinio paviršiaus temperatūrai padidinti ir medžiagos sugerties į lazerį greitį.

2. Sumažinkite dėmės dydį ir pagerinkite lazerio galios tankį. Aliuminio lydinio lazerio absorbcija pagerinama padidinus lazerio galios tankį. Lazerio galios tankio padidėjimas suvirinimo baseine sukels nedidelį skylės efektą, o tai gali labai pagerinti medžiagos sugerties į lazerį greitį.

3. Pakeiskite suvirinimo struktūrą taip, kad lazerio spindulys daug kartų atsispindėtų tarpelyje, kad būtų palengvintas aliuminio lydinio suvirinimas lazeriu. Sąnario forma turi įtakos lazerio šviesos absorbcijai. V formos nuožulnus ir kvadratinis nuožulnumas yra palankesni raktų skylučių formavimuisi nei nekampinės jungtys, todėl padidėja lazerio galios tankis, taip pat padidėja aliuminio lydinio lazerio sugerties greitis.

2 problema: aliuminio lydinio suvirinimo lazeriu procese nesunku susidaryti poras ir karštus įtrūkimus, kuriuos nesunku susidaryti poras ir karštus įtrūkimus. Akytumas yra labiausiai paplitęs ir svarbiausias aliuminio lydinio suvirinimo lazeriu trūkumas. Stomatų tipus galima suskirstyti į dvi kategorijas.

Viena iš jų yra ta, kad dėl smarkiai sumažėjusio vandenilio tirpumo aliuminio lydinio suvirinimo lazeriu aušinimo procese vandenilio kiekis išlydytame aliuminio lydinyje gali siekti {{0}},69 ml/100 g, vandenilio kiekis aliuminio lydinio po aušinimo ir sukietėjimo yra 0,036 ml/100 g, o persotintas vandenilis nusėda, sudarydamas vandenilio poras. Be to, aliuminio lydinio paviršiuje yra oksido plėvelė, o kristaliniame vandenyje esantis vanduo, oras ir apsauginės dujos aliuminio lydinio paviršiuje suvirinimo metu tiesiogiai skyla į vandenilį. Šios vandenilio poros yra per vėlu išsiskirti per greitą aliuminio lydinių suvirinimo lazeriu aušinimo procesą ir lieka suvirinimo siūlėje, kad susidarytų vandenilio poros.

Kitas yra dėl lazerinio suvirinimo procese susidariusios rakto skylutės nestabilumo ir griūties, o skystas metalas neturi laiko užpildyti skylės. Per didelis poringumas sumažins suvirinimo siūlės tankį, sumažins jungties laikomąją galią, sumažės jungties stiprumas ir plastiškumas įvairiais laipsniais.

Yra daug priemonių, leidžiančių sumažinti lazerinio suvirinimo dujų skylės defektus, pvz., galimybė sumaišyti išlydytą baseiną, pridėti paviršiaus galimybę, užpildyti vielą arba užpildyti lydinio miltelius ir naudoti dvigubo taško technologija ir lazerinis kompozitinis suvirinimas, siekiant sumažinti porų poveikį, tačiau sunku pašalinti viską. Aliuminio šilumos laidumas yra geresnis, o lazerio galios bangos formą galima reguliuoti pagal aliuminio lydinio medžiagą, storį ir paviršiaus būklę. Pirmaujančio antgalio bangos tipo suvirinimo paveikslėlyje jis taip pat gali būti naudojamas suvirinant bangų tipą, kuris yra izoliuotas po išankstinio pašildymo, o tai gali turėti įtakos dujų ir dujų skylių mažinimui. Jis gali sumažinti porų nestabilumą, pakeisti lazerio spindulio kampą ir pritaikyti magnetinį lauką suvirinant bei efektyviai valdyti viduriniosios klasės poras.

Aliuminio lydinio suvirinimo lazeriu atsiradimo karšto įtrūkimo priežastis daugiausia susijusi su jo savybėmis ir suvirinimo procesu. Aliuminio lydinio kietėjimo metu susitraukimo greitis yra didelis (iki 5%), suvirinimo įtempis ir deformacija yra dideli, o suvirinimo metalas kristalizacijos metu išilgai grūdelių ribos sudarys žemos lydymosi temperatūros eutektinę struktūrą, kad grūdelių riba. rišamoji jėga susilpnėja, o veikiant tempimui susidaro karšti įtrūkimai.

Karštų įtrūkimų polinkį galima sumažinti užpildant vielą arba lydinio miltelius, o karšto įtrūkimo tendenciją taip pat galima sumažinti koreguojant suvirinimo proceso parametrus, kad būtų galima valdyti šildymo ir aušinimo greitį. Naudojant YAG lazerius, šilumos įvestį galima valdyti reguliuojant impulso bangos formą, kad būtų sumažintas kristalų įtrūkimas.

3 uždavinys: Suvirintų jungčių mechaninių savybių pablogėjimas – minkštėjimas

Legiruojamųjų elementų degimo nuostoliai suvirinimo procese sumažina aliuminio lydinio suvirintų jungčių mechanines savybes.

„Minkštėjimas“ yra suvirintų jungčių stiprumo ir kietumo sumažėjimo reiškinys. Naudojant lazerinio suvirinimo aliuminio lydinio jungtį, suvirinimo jungties struktūra ir šilumos paveikta zona taip pat turi minkštėjimo problemų. Daugybė tyrimų parodė, kad aliuminio lydinio suvirinimo minkštėjimo reiškinį sunku iš esmės pašalinti, tačiau, palyginti su suvirinimu ekranuotu dujomis, lazerinis suvirinimas sumažina šilumos kiekį ir siaurina suvirinimo minkštėjimo zoną. Palyginti su MIG suvirinimu, lazeriu suvirintų aliuminio lydinių jungčių „minkštėjimo“ laipsnis yra mažesnis, o tempiamasis stipris didėja didėjant suvirinimo greičiui. Plazmos įtaka suvirinimo procesui Aliuminio elementų jonizacijos energija yra maža, suvirinant lazeriu lengviau formuoti metalo plazmą, plazmą, kurią sukelia lazerio lūžis, deformacija, taip keičiant lazerio spindulio židinį, kad suvirinimo siūlės įsiskverbimo koeficientas sumažėtų, turinčios įtakos suvirinimo jungties kokybei. Iš anksto nustatant miltelius ant ruošinio paviršiaus, susilpnėja plazmos plėtimasis ir pulsavimas aukščio kryptimi, todėl plazma gali išlaikyti gana stabilią pulsacijos amplitudę ruošinio paviršiuje.

Aliuminio lydinio suvirintų jungčių mechaninės savybės mažėja dėl nestabilaus poringumo suvirinimo metu. Aliuminio lydiniai daugiausia apima Zn, Mg ir Al. Suvirinimo proceso metu aliuminis turi aukštesnę virimo temperatūrą nei kiti du elementai. Todėl suvirinant aliuminio lydinio komponentus galima pridėti kai kurių žemos virimo temperatūros legiruojančių elementų, o tai skatina mažų skylučių susidarymą ir suvirinimo tvirtumą.

1. Aliuminio lydinio lazerinis savaiminio lydymosi suvirinimas

Lazerinis savaiminio lydymosi suvirinimas reiškia didelio energijos tankio lazerio spindulį kaip šilumos šaltinį, poveikį pagrindinės medžiagos paviršiui, todėl pati pagrindinė medžiaga ištirpsta, sudarydama suvirinimo jungties suvirinimo metodą. Aliuminio lydinio suvirinimui lazeriu aliuminio lydinio paviršius turi didelį atspindį lazeriui, o suvirinimo metu reikalinga didelė lazerio galia. Lazerio taško skersmuo yra mažas, suvirinimo įrangos tikslumas yra didelis, o dalių tarpo tolerancijos vertė yra maža, o dalių tarpo vertė paprastai turi būti mažesnė nei 0. 2 mm. Suvirinimo proceso metu kaitinimo ir aušinimo greitis yra greitas, suvirinimo poringumo defektų yra daug, lazerio energijos tankis yra koncentruotas, o rakto skylutės efektas lengvai sukelia suvirinimo įgaubimo ir krašto įkandimo reiškinį, todėl suvirinimo proceso parametrai turi didesni reikalavimai. Aliuminio lydinio suvirinimas lazeriu atspindi geros suvirinimo kokybės, greito suvirinimo greičio ir lengvo automatizavimo pranašumus ir yra plačiai naudojamas automobilių pramonėje. Elektrinių transporto priemonių pramonėje akumuliatoriaus korpuso sandarinimas daugiausia pagamintas iš aliuminio lydinio savaiminio suvirinimo lazeriu. Buitinės naujos energijos automobilių įmonės aliuminio korpuse durelių mazgas ir šoninės sienelės konstrukcija taip pat suvirinta iš aliuminio lydinio savaiminio suvirinimo lazeriu.

2. Aliuminio lydinio lazerinės vielos užpildymo suvirinimas

Suvirinant lazerine viela, lazeris vis dar naudojamas kaip pagrindinis šilumos šaltinis suvirintam metalui lydyti, tačiau automatinis vielos padavimo įtaisas naudojamas nuolat tiekti užpildytą metalą į lydalo baseiną, kad būtų pasiektas metalurginio sujungimo procesas. Palyginti su lazeriniu savaiminio lydymosi suvirinimu, lazerinės vielos užpildymo suvirinimas sušvelnino suvirinimo proceso tarpo tikslumo reikalavimus, užpildydamas skirtingus suvirinimo vielos komponentus, pagerino suvirinimo metalurgines savybes, apsaugo nuo suvirinimo karštų įtrūkimų ir porų, pagerino suvirinimo proceso stabilumas ir jungties mechaninės savybės.

Aliuminio lydinio lazerinio vielos suvirinimas pasižymi geros išvaizdos kokybe, proceso tarpų tikslumas yra laisvesnis nei lazerinis savaiminio lydymosi suvirinimas ir tt Jis paprastai naudojamas išoriniame korpuso paviršiuje, pvz., tarp viršutinio dangčio ir šoninės sienelės, ir tarp viršutinės ir apatinės lagamino dangčio plokščių. Taip pat yra keletas modelių, kad suvirinimo kokybė būtų aukštesnė ir aliuminio lydinio durims suvirinti naudojamas lazerinis suvirinimas.

3. Aliuminio lydinio lazerinis lankinis kompozitinis suvirinimas

Lazerinis lankinis kompozitinis suvirinimas yra dviejų rūšių lazerio ir lanko šilumos šaltinių, turinčių skirtingas fizines savybes ir energijos perdavimo mechanizmą, derinys, kartu veikiantis suvirintose dalyse. Abu jie visiškai išnaudoja dviejų šilumos šaltinių pranašumus ir kompensuoja vienas kito trūkumus. Aliuminio lydinio suvirinant lazeriniu lanku, lankas gali nukreipti lazerio šilumos šaltinį, pagerinti aliuminio lydinio sugeriamumą ir energijos panaudojimo greitį suvirinimo procese, o suvirinimo siūlės paviršiaus formavimas yra geresnis nei lazerio. savaiminio lydymosi suvirinimas. Be to, lanko įvedimas gali labai sumažinti suvirinimo dalių suspaudimo tikslumą, o lankas turi praskiedimo poveikį lazeriu suvirinimo plazmai, o tai gali sumažinti plazmos ekranavimo poveikį lazeriui. Lazeris vaidina svarbų vaidmenį lanko stabilumui, kad lankas galėtų stabiliai veikti jungtį greito suvirinimo metu, o tai gali pagerinti jungties suvirinimo kokybę ir padidinti suvirinimo greitį.

Aliuminio lydinio lazerinio suvirinimo spindulio energijos tankis gali siekti 109W/cm2 ir turi koncentruoto šildymo, mažos šiluminės žalos, didelio suvirinimo gylio ir pločio santykio bei mažos suvirinimo deformacijos privalumus. Suvirinimo procesas yra lengvai integruojamas, automatizuotas ir lankstus, todėl galima atlikti greitą ir didelio tikslumo suvirinimą, o suvirinimo procesui nereikia vakuuminės aplinkos ir nesukelia rentgeno spindulių, ypač tinka didelio tikslumo. sudėtingų konstrukcijų suvirinimas. Patraukliausia aliuminio lydinio suvirinimo lazeriu savybė yra didelis jo efektyvumas, o norint, kad šis aukštas efektyvumas būtų visapusiškas, būtina jį taikyti didelio storio giluminiam suvirinimui. Todėl didelės galios lazerio tyrimai ir taikymas didelio storio giluminio įsiskverbimo suvirinimui bus neišvengiama ateities plėtros tendencija. Didelio storio giluminio įsiskverbimo suvirinimas išryškina skylučių reiškinį ir jo įtaką suvirinimo siūlės poringumui, todėl skylių formavimo mechanizmas ir valdymas tampa vis labiau ir labiau, o tai taps aktualia problema pramonėje.

Lazerinio suvirinimo proceso stabilumo, suvirinimo siūlių formavimo ir suvirinimo kokybės gerinimas yra tikslas, kurio žmonės siekia. Todėl bus toliau tobulinamos ir plėtojamos naujos technologijos, tokios kaip lazerinis lankinis kompozicinis procesas, užpildo vielos lazerinis suvirinimas, nenustatytas miltelinis lazerinis suvirinimas, dvigubo fokusavimo technologija, pluošto formavimas.

„Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd.“ yra aukštųjų technologijų įmonė, kurios specializacija yra MTTP, automatinių lazerinių dengimo mašinų, greitaeigių lazerinių dengimo mašinų, lazerinio gesinimo aparatų, lazerinio suvirinimo aparatų ir lazerinio 3D spausdinimo įrangos MTTP gamyba ir pardavimas. Mūsų produktai yra ekonomiški ir parduodami šalyje ir užsienyje. Jei jus domina mūsų produktai, susisiekite su mumis adresu bob@gshenglaser.com.