1. Przykłady zastosowań
1) Płyta łącząca
W latach sześćdziesiątych Toyota Motor Company po raz pierwszy zastosowała technologię zgrzewanych na wymiar półfabrykatów. Polega na połączeniu ze sobą dwóch lub więcej arkuszy poprzez spawanie, a następnie ich stemplowanie. Arkusze te mogą mieć różne grubości, materiały i właściwości. Ze względu na coraz wyższe wymagania dotyczące wydajności i funkcji samochodów, takich jak oszczędność energii, ochrona środowiska, bezpieczeństwo jazdy itp., Coraz większą uwagę przyciągają technologie spawania dostosowane do indywidualnych potrzeb. Do spawania płytowego można stosować zgrzewanie punktowe, zgrzewanie doczołowe,spawanie laserowe, spawanie łukiem wodorowym itp. Obecniespawanie laserowejest stosowany głównie w badaniach zagranicznych i produkcji półfabrykatów spawanych na zamówienie.
Porównanie wyników badań i obliczeń wykazało dobrą zgodność wyników, co potwierdza poprawność modelu źródła ciepła. Obliczano i stopniowo optymalizowano szerokość spoiny przy różnych parametrach procesu. Ostatecznie przyjęto stosunek energii wiązek 2:1, wiązki podwójne ułożono równolegle, wiązka o dużej energii zlokalizowana była w środku spoiny, a wiązka o małej energii zlokalizowana była przy grubej płycie. Może skutecznie zmniejszyć szerokość spoiny. Kiedy dwie belki są od siebie oddalone o 45 stopni. Po ułożeniu wiązka działa odpowiednio na grubą i cienką płytę. W wyniku zmniejszenia efektywnej średnicy belki grzejnej zmniejsza się także szerokość spoiny.
2) Różne metale ze stali aluminiowej
Z niniejszego badania wynikają następujące wnioski: (1) Wraz ze wzrostem stosunku energii wiązki grubość związku międzymetalicznego w tym samym obszarze styku spoina/stop aluminium stopniowo maleje, a rozkład staje się bardziej regularny. Gdy RS=2, grubość warstwy interfejsu IMC wynosi pomiędzy 5-10 mikronów. Maksymalna długość wolnego „igłowego” IMC wynosi od 23 mikronów. Gdy RS=0,67, grubość warstwy międzyfazowej IMC jest mniejsza niż 5 mikronów, a maksymalna długość swobodnej „igłowej” IMC wynosi 5,6 mikrona. Grubość związku międzymetalicznego jest znacznie zmniejszona.
(2)Gdy do spawania używany jest równoległy laser z podwójną wiązką, IMC na styku spoiny/stopu aluminium jest bardziej nieregularny. Grubość warstwy IMC na styku spoiny/stopu aluminium w pobliżu połączenia stal/stop aluminium jest grubsza i wynosi maksymalnie 23,7 mikrona. . W miarę wzrostu stosunku energii wiązki, gdy RS=1,50, grubość warstwy IMC na styku spoiny/stopu aluminium jest w dalszym ciągu większa niż grubość związku międzymetalicznego w tym samym obszarze seryjnej podwójnej belki.
3. Złącze w kształcie litery T ze stopu aluminium i litu
Jeśli chodzi o właściwości mechaniczne złączy spawanych laserowo stopu aluminium 2A97, badacze zbadali mikrotwardość, właściwości rozciągające i właściwości zmęczeniowe. Wyniki badań wykazały, że: strefa spawania złącza spawanego laserowo stopu aluminium 2A97-T3/T4 ulega znacznemu zmiękczeniu. Współczynnik wynosi około 0,6, co jest związane głównie z rozpuszczaniem i wynikającą z tego trudnością w wytrącaniu się fazy wzmacniającej; współczynnik wytrzymałości złącza stopu aluminium 2A97-T4 spawanego laserem światłowodowym IPGYLR-6000 może osiągnąć 0,8, ale plastyczność jest niska, podczas gdy włókno IPGYLS-4000spawanie laseroweWspółczynnik wytrzymałości złączy ze stopu aluminium 2A97-T3 spawanych laserowo wynosi około 0,6; Wady porów są przyczyną pęknięć zmęczeniowych w złączach spawanych laserowo stopów aluminium 2A97-T3.
W trybie synchronicznym, zgodnie z różnymi morfologiami kryształów, FZ składa się głównie z kryształów kolumnowych i kryształów równoosiowych. Kryształy kolumnowe mają epitaksjalną orientację wzrostu EQZ, a kierunki ich wzrostu są prostopadłe do linii stapiania. Dzieje się tak dlatego, że powierzchnia ziarna EQZ jest gotową cząstką zarodkową i w tym kierunku odprowadzanie ciepła jest najszybsze. Dlatego też pierwotna oś krystalograficzna pionowej linii wtopienia rośnie preferencyjnie, a boki są ograniczone. W miarę wzrostu kryształów kolumnowych w kierunku środka spoiny zmienia się morfologia strukturalna i tworzą się dendryty kolumnowe. W środku spoiny temperatura jeziorka jest wysoka, szybkość rozpraszania ciepła jest taka sama we wszystkich kierunkach, a ziarna rosną równoosiowo we wszystkich kierunkach, tworząc równoosiowe dendryty. Kiedy pierwotna oś krystalograficzna równoosiowych dendrytów jest dokładnie styczna do płaszczyzny próbki, w fazie metalograficznej można zaobserwować wyraźne ziarna przypominające kwiaty. Ponadto, pod wpływem przechłodzenia lokalnych elementów w strefie spawania, równoosiowe drobnoziarniste pasma zwykle pojawiają się w obszarze szwu spawanego złącza w kształcie litery T, a morfologia ziaren w równoosiowym drobnoziarnistym pasie różni się od morfologia ziarna EQZ. Ten sam wygląd. Ponieważ proces nagrzewania trybu heterogenicznego TSTB-LW różni się od procesu nagrzewania trybu synchronicznego TSTB-LW, istnieją oczywiste różnice w morfologii makromorfologii i morfologii mikrostruktury. Złącze w kształcie litery T w trybie heterogenicznym TSTB-LW przeszło dwa cykle termiczne, wykazując podwójną charakterystykę jeziorka stopionego. Wewnątrz spoiny znajduje się wyraźna wtórna linia wtopienia, a jeziorko stopionego utworzone w wyniku spawania z przewodzeniem ciepła jest niewielkie. W procesie heterogenicznym TSTB-LW na spoinę o głębokiej penetracji wpływa proces nagrzewania spawania termoprzewodzącego. Dendryty kolumnowe i dendryty równoosiowe w pobliżu wtórnej linii wtopienia mają mniej granic podziemnych i przekształcają się w kryształy kolumnowe lub komórkowe, co wskazuje, że proces nagrzewania spawania z przewodnością cieplną ma wpływ obróbki cieplnej na spoiny o głębokiej penetracji. Natomiast wielkość ziaren dendrytów w środku spoiny przewodzącej ciepło wynosi 2-5 mikronów, czyli jest znacznie mniejsza niż wielkość ziaren dendrytów w środku spoiny o głębokiej penetracji (5-10 mikronów). Związane jest to głównie z maksymalnym nagrzewaniem spoin po obu stronach. Temperatura jest powiązana z późniejszą szybkością chłodzenia.
3) Zasada spawania proszkowego podwójną wiązką lasera
4)Wysoka wytrzymałość złącza lutowniczego
W eksperymencie z napawaniem proszkowym z podwójną wiązką lasera, ponieważ dwie wiązki lasera są rozmieszczone obok siebie po obu stronach drutu mostkowego, zasięg lasera i podłoża jest większy niż w przypadku spawania z napawaniem proszkowym z pojedynczą wiązką lasera, a powstałe połączenia lutowane są ustawione pionowo w stosunku do drutu mostkowego. Kierunek drutu jest stosunkowo wydłużony. Rysunek 3.6 przedstawia połączenia lutowane uzyskane metodą jedno- i dwuwiązkowego laserowego spawania proszkowego. Podczas procesu spawania, niezależnie od tego, czy jest to podwójna wiązkaspawanie laserowemetoda lub pojedyncza wiązkaspawanie laseroweW tej metodzie na materiale bazowym w wyniku przewodzenia ciepła tworzy się pewien stopiony kałuża. W ten sposób roztopiony metal będący materiałem podstawowym w roztopionym jeziorku może tworzyć wiązanie metalurgiczne ze stopionym proszkiem stopu samotopliwego, uzyskując w ten sposób spawanie. W przypadku stosowania do spawania lasera dwuwiązkowego interakcja między wiązką lasera a materiałem podstawowym to interakcja między obszarami działania dwóch wiązek lasera, to znaczy interakcja między dwoma jeziorkami stopionego materiału utworzonymi przez laser na materiale . W ten sposób powstał nowy obszar fuzji, który jest większy niż w przypadku pojedynczej wiązkispawanie laserowe, więc połączenia lutowane uzyskano za pomocą podwójnej belkispawanie laserowesą mocniejsze niż pojedyncza wiązkaspawanie laserowe.
2. Wysoka lutowność i powtarzalność
W jednowiązcespawanie laseroweeksperymencie, ponieważ środek skupionej plamki lasera działa bezpośrednio na drut mikromostkowy, drut mostkowy ma bardzo wysokie wymagania dotyczącespawanie laseroweparametry procesu, takie jak nierównomierny rozkład gęstości energii lasera i nierówna grubość proszku stopowego. Doprowadzi to do pęknięcia drutu podczas procesu spawania, a nawet bezpośrednio spowoduje odparowanie drutu mostkowego. W metodzie spawania laserowego dwuwiązkowego, ponieważ skupione środki punktowe dwóch wiązek laserowych nie działają bezpośrednio na druty mikromostu, zmniejszają się rygorystyczne wymagania dotyczące parametrów procesu spawania laserowego drutów mostka, a spawalność i powtarzalność została znacznie poprawiona. .
Czas publikacji: 17 października 2023 r
