Spawanie to proces łączenia ze sobą dwóch lub więcej metali poprzez zastosowanie ciepła. Spawanie zazwyczaj polega na podgrzaniu materiału do temperatury topnienia, w wyniku czego metal nieszlachetny topi się, wypełniając szczeliny między złączami, tworząc mocne połączenie. Spawanie laserowe to metoda łączenia wykorzystująca laser jako źródło ciepła.
Weźmy na przykład akumulator zasilający o kwadratowej obudowie: rdzeń akumulatora jest połączony laserowo przez wiele części. Podczas całego procesu spawania laserowego wytrzymałość połączenia materiałów, wydajność produkcji i wskaźnik wadliwości to trzy kwestie, którymi branża jest bardziej zaniepokojona. Siła połączenia materiału może być odzwierciedlona przez głębokość i szerokość wnikania metalograficznego (ściśle powiązane ze źródłem światła laserowego); wydajność produkcji jest głównie związana ze zdolnością przetwarzania źródła światła laserowego; wskaźnik defektów jest głównie związany z wyborem źródła światła laserowego; dlatego w tym artykule omówiono popularne na rynku. Przeprowadzono proste porównanie kilku laserowych źródeł światła, mając nadzieję, że będzie to pomocne dla innych twórców procesów.
Ponieważspawanie laseroweto zasadniczo proces konwersji światła w ciepło, obejmujący kilka kluczowych parametrów: jakość wiązki (BBP, M2, kąt rozbieżności), gęstość energii, średnica rdzenia, forma dystrybucji energii, adaptacyjna głowica spawalnicza, obróbka Okna procesowe i materiały nadające się do obróbki służą głównie do analizy i porównania źródeł światła laserowego z tych kierunków.
Porównanie lasera jednomodowego i wielomodowego
Definicja wielomodowa jednomodowa:
Tryb pojedynczy odnosi się do pojedynczego wzorca rozkładu energii lasera na płaszczyźnie dwuwymiarowej, natomiast tryb wielomodowy odnosi się do przestrzennego wzorca rozkładu energii utworzonego przez superpozycję wielu wzorców rozkładu. Ogólnie rzecz biorąc, wielkość współczynnika M2 jakości wiązki można wykorzystać do oceny, czy wyjście lasera światłowodowego jest jednomodowe czy wielomodowe: M2 mniejsze niż 1,3 to czysty laser jednomodowy, M2 pomiędzy 1,3 a 2,0 to quasi-modowy laser jednomodowy (kilka trybów), a M2 jest większe niż 2,0. Do laserów wielomodowych.
Ponieważspawanie laseroweto zasadniczo proces konwersji światła w ciepło, obejmujący kilka kluczowych parametrów: jakość wiązki (BBP, M2, kąt rozbieżności), gęstość energii, średnica rdzenia, forma dystrybucji energii, adaptacyjna głowica spawalnicza, obróbka Okna procesowe i materiały nadające się do obróbki służą głównie do analizy i porównania źródeł światła laserowego z tych kierunków.
Porównanie lasera jednomodowego i wielomodowego
Definicja wielomodowa jednomodowa:
Tryb pojedynczy odnosi się do pojedynczego wzorca rozkładu energii lasera na płaszczyźnie dwuwymiarowej, natomiast tryb wielomodowy odnosi się do przestrzennego wzorca rozkładu energii utworzonego przez superpozycję wielu wzorców rozkładu. Ogólnie rzecz biorąc, wielkość współczynnika M2 jakości wiązki można wykorzystać do oceny, czy wyjście lasera światłowodowego jest jednomodowe czy wielomodowe: M2 mniejsze niż 1,3 to czysty laser jednomodowy, M2 pomiędzy 1,3 a 2,0 to quasi-modowy laser jednomodowy (kilka trybów), a M2 jest większe niż 2,0. Do laserów wielomodowych.
Jak pokazano na rysunku: Rysunek b przedstawia rozkład energii pojedynczego modu podstawowego, a rozkład energii w dowolnym kierunku przechodzącym przez środek okręgu ma postać krzywej Gaussa. Rysunek a przedstawia wielomodowy rozkład energii, czyli przestrzenny rozkład energii utworzony przez superpozycję wielu pojedynczych modów lasera. Wynikiem superpozycji wielomodowej jest krzywa o płaskim wierzchołku.
Popularne lasery jednomodowe: IPG YLR-2000-SM, SM to skrót od Single Mode. W obliczeniach wykorzystano ognisko kolimowane 150-250 do obliczenia rozmiaru plamki ogniskowej, gęstość energii wynosi 2000 W, a gęstość energii ogniska wykorzystano do porównania.
Porównanie jednomodowego i wielomodowegospawanie laseroweruchomości
Laser jednomodowy: mała średnica rdzenia, duża gęstość energii, duża zdolność penetracji, mała strefa wpływu ciepła, podobny do ostrego noża, szczególnie odpowiedni do spawania cienkich blach i spawania z dużą prędkością, może być używany z galwanometrami do obróbki małych części i części silnie odblaskowe (części wyjątkowo odblaskowe), uszy, elementy łączące itp.), jak pokazano na powyższym rysunku, tryb jednomodowy ma mniejszą dziurkę od klucza i ograniczoną objętość wewnętrznych oparów metalu pod wysokim ciśnieniem, więc generalnie nie mają wady, takie jak pory wewnętrzne. Przy niskich prędkościach wygląd jest szorstki, bez dmuchania powietrza ochronnego. Przy dużych prędkościach dodawana jest ochrona. Jakość przetwarzania gazu jest dobra, wydajność jest wysoka, spoiny są gładkie i płaskie, a stopa plastyczności jest wysoka. Nadaje się do zgrzewania stosowego i zgrzewania penetracyjnego.
Laser wielomodowy: duża średnica rdzenia, nieco mniejsza gęstość energii niż w przypadku lasera jednomodowego, tępy nóż, większa dziurka od klucza, grubsza konstrukcja metalu, mniejszy stosunek głębokości do szerokości, a przy tej samej mocy głębokość penetracji jest o 30% mniejsza niż laser jednomodowy, dlatego nadaje się do stosowania. Nadaje się do obróbki spoin doczołowych i obróbki grubych blach z dużymi szczelinami montażowymi.
Kontrast lasera z pierścieniem kompozytowym
Spawanie hybrydowe: Wiązka lasera półprzewodnikowego o długości fali 915 nm i wiązka lasera światłowodowego o długości fali 1070 nm są połączone w tej samej głowicy spawalniczej. Dwie wiązki laserowe są rozmieszczone współosiowo, a płaszczyzny ogniskowe obu wiązek laserowych można elastycznie regulować, dzięki czemu produkt ma zarówno półprzewodnikspawanie laserowemożliwości po spawaniu. Efekt jest jasny i ma głębię włóknaspawanie laserowe.
Półprzewodniki często wykorzystują dużą plamkę świetlną o długości ponad 400um, która jest głównie odpowiedzialna za wstępne podgrzewanie materiału, topienie powierzchni materiału i zwiększanie szybkości absorpcji materiału przez laser światłowodowy (szybkość absorpcji materiału przez laser wzrasta wraz ze wzrostem temperatury)
Laser pierścieniowy: Dwa moduły lasera światłowodowego emitują światło laserowe, które jest przekazywane na powierzchnię materiału poprzez kompozytowy włókno optyczne (światłowód pierścieniowy w cylindrycznym światłowodzie).
Dwie wiązki laserowe z pierścieniową plamką: pierścień zewnętrzny odpowiada za poszerzenie otworu w kształcie dziurki od klucza i przetopienie materiału, a laser z pierścieniem wewnętrznym odpowiada za głębokość wtopienia, umożliwiając spawanie z bardzo niskimi odpryskami. Średnice rdzenia mocy lasera pierścienia wewnętrznego i zewnętrznego można dowolnie dopasowywać, a średnicę rdzenia można dowolnie dopasowywać. Okno procesu jest bardziej elastyczne niż w przypadku pojedynczej wiązki lasera.
Porównanie efektów spawania kompozytowo-kołowego
Ponieważ spawanie hybrydowe jest połączeniem spawania półprzewodników z przewodnictwem cieplnym i spawania światłowodowego z głęboką penetracją, penetracja pierścienia zewnętrznego jest płytsza, a struktura metalograficzna jest ostrzejsza i smuklejsza; jednocześnie wygląd jest przewodnością cieplną, stopiony basen ma małe wahania, duży zasięg, a stopiony basen jest bardziej stabilny, co odzwierciedla gładszy wygląd.
Ponieważ laser pierścieniowy jest połączeniem spawania z głęboką penetracją i spawania z głęboką penetracją, pierścień zewnętrzny może również wytwarzać głębokość penetracji, co może skutecznie rozszerzyć otwór w kształcie dziurki od klucza. Ta sama moc ma większą głębokość penetracji i grubszą metalografię, ale jednocześnie stabilność stopionego jeziorka jest nieco mniejsza niż Fluktuacja półprzewodnika światłowodowego jest nieco większa niż w przypadku spawania kompozytowego, a chropowatość jest stosunkowo duża.
Czas publikacji: 20 października 2023 r
