Technológia laserového spájania alebo technológia laserového zvárania využíva vysokovýkonný laserový lúč na zaostrenie a reguláciu ožiarenia povrchu materiálu, pričom povrch materiálu absorbuje laserovú energiu a premieňa ju na tepelnú energiu, čo spôsobuje lokálne zahrievanie a tavenie materiálu, po ktorom nasleduje ochladzovanie a stuhnutie, čím sa dosiahne spojenie homogénnych alebo rozdielnych materiálov. Proces laserového zvárania vyžaduje hustotu laserového výkonu 104do 108W/cm2V porovnaní s tradičnými metódami zvárania má laserové zváranie nasledujúce výhody.
Technológia laserového spájania alebo technológia laserového zvárania využíva vysokovýkonný laserový lúč na zaostrenie a reguláciu ožiarenia povrchu materiálu, pričom povrch materiálu absorbuje laserovú energiu a premieňa ju na tepelnú energiu, čo spôsobuje lokálne zahrievanie a tavenie materiálu, po ktorom nasleduje ochladzovanie a stuhnutie, čím sa dosiahne spojenie homogénnych alebo rozdielnych materiálov. Proces laserového zvárania vyžaduje hustotu laserového výkonu 104do 108W/cm2V porovnaní s tradičnými metódami zvárania má laserové zváranie nasledujúce výhody.
1-plazmový oblak, 2-taviaci sa materiál, 3-kľúčová dierka, 4-hĺbka topenia
Vzhľadom na existenciu kľúčovej dierky laserový lúč po ožiarení vnútra kľúčovej dierky zvýši absorpciu laseru materiálom a podporí tvorbu roztaveného kúpeľa po rozptýlení a ďalších účinkoch. Tieto dve metódy zvárania sa porovnávajú nasledovne.
Vyššie uvedený obrázok znázorňuje proces laserového zvárania rovnakého materiálu a rovnakého zdroja svetla, pričom mechanizmus premeny energie sa vykonáva iba cez kľúčovú dierku. Kľúčová dierka a roztavený kov v blízkosti steny otvoru sa pohybujú s postupom laserového lúča, roztavený kov posúva kľúčovú dierku smerom od vzduchu, ktorý zostal na jej mieste, aby ju vyplnil a po kondenzácii vytvoril zvarový šev.
Ak je zváraný materiál odlišný kov, rozdiely v tepelných vlastnostiach budú mať veľký vplyv na proces zvárania, ako sú rozdiely v bodoch topenia, tepelnej vodivosti, špecifickej tepelnej kapacite a koeficientoch rozťažnosti rôznych materiálov, čo bude mať za následok zváracie napätie, zváracie deformácie a zmeny v kryštalizačných podmienkach kovu zvarového spoja, čo spôsobí zníženie mechanických vlastností zvaru.
Preto sa v závislosti od rôznych charakteristík zváracej scény vyvinul proces zvárania, ako je laserové zváranie plnivom, laserové spájkovanie, dvojlúčové laserové zváranie, laserové kompozitné zváranie atď.
Zváranie laserovým drôtom
Pri laserovom zváraní zliatin hliníka, titánu a medi má fotoplazma v dôsledku nízkej absorpcie laserového svetla (<10 %) v týchto materiáloch určité tienenie laserového svetla, takže sa ľahko tvoria rozstreky a vznikajú defekty, ako je pórovitosť a trhliny. Okrem toho je kvalita zvárania ovplyvnená aj tým, že medzera medzi obrobkami je počas naprašovania tenkých plechov väčšia ako priemer bodu.
Pri riešení vyššie uvedených problémov je možné dosiahnuť lepší výsledok zvárania použitím metódy prídavného materiálu. Prídavným materiálom môže byť drôt alebo prášok, alebo je možné použiť vopred nastavenú metódu s prídavným materiálom. Vďaka malému zaostrenému bodu sa zvar po nanesení prídavného materiálu zužuje a má na povrchu mierne konvexný tvar.
Laserové spájkovanie
Na rozdiel od tavného zvárania, pri ktorom sa súčasne tavia dva zvarené diely, spájkovanie pridáva na zvarový povrch prídavný materiál s nižším bodom topenia ako základný materiál, roztaví prídavný materiál, aby vyplnil medzeru, pri teplote nižšej ako je bod topenia základného materiálu a vyššej ako je bod topenia prídavného materiálu, a potom kondenzuje za vzniku pevného zvaru.
Spájkovanie je vhodné pre mikroelektronické zariadenia citlivé na teplo, tenké dosky a prchavé kovové materiály.
Ďalej sa môže ďalej klasifikovať ako mäkké spájkovanie (<450 °C) a tvrdé spájkovanie (>450 °C) v závislosti od teploty, pri ktorej sa spájkovací materiál zahrieva.
Dvojlúčové laserové zváranie
Dvojlúčové zváranie umožňuje flexibilné a pohodlné ovládanie času a polohy laserového ožiarenia, a tým upravuje rozloženie energie.
Používa sa hlavne na laserové zváranie hliníkových a horčíkových zliatin, zváranie spojovacích a prekrývajúcich sa plechov pre automobily, laserové spájkovanie a hlboké tavné zváranie.
Dvojitý lúč je možné získať dvoma nezávislými lasermi alebo delením lúča pomocou deliča lúča.
Tieto dva lúče môžu byť kombináciou laserov s rôznymi charakteristikami časovej domény (pulzný vs. kontinuálny), rôznymi vlnovými dĺžkami (stredná infračervená vs. viditeľná vlnová dĺžka) a rôznymi výkonmi, ktoré je možné zvoliť podľa aktuálne spracovávaného materiálu.
4. Zváranie kompozitných materiálov laserom
Vďaka použitiu laserového lúča ako jediného zdroja tepla má zváranie laserom s jedným zdrojom tepla nízku mieru konverzie energie a mieru využitia. Rozhranie portu základného materiálu zvaru ľahko vytvára nesúososť, póry, trhliny a iné nedostatky. Na vyriešenie tohto problému môžete použiť vykurovacie charakteristiky iných zdrojov tepla na zlepšenie ohrevu laserom obrobku, čo sa zvyčajne nazýva laserové kompozitné zváranie.
Hlavnou formou laserového kompozitného zvárania je kompozitné zváranie laserom a elektrickým oblúkom, pričom efekt 1 + 1 > 2 je nasledovný.
po laserovom lúči v blízkosti aplikovaného oblúka,hustota elektrónov je výrazne znížená, plazmový oblak generovaný laserovým zváraním sa zriedi, čomôže výrazne zlepšiť mieru absorpcie laseru, zatiaľ čo oblúk na predhrievaní základného materiálu ďalej zvýši mieru absorpcie laseru.
2. vysoké využitie energie oblúka a celkováspotreba energie sa zvýši.
3, oblasť pôsobenia laserového zvárania je malá, čo môže ľahko spôsobiť nesprávne zarovnanie zváracieho otvoru, zatiaľ čo tepelné pôsobenie oblúka je veľké, čo môžeznížiť nesprávne zarovnanie zváracieho portuZároveň,zlepšuje sa kvalita zvárania a účinnosť oblúkakvôli zaostrovaciemu a vodiacemu účinku laserového lúča na oblúk.
4, laserové zváranie s vysokou špičkovou teplotou, veľkou tepelne ovplyvnenou zónou, rýchlou rýchlosťou chladenia a tuhnutia, ľahkou tvorbou trhlín a pórov; zatiaľ čo tepelne ovplyvnená zóna oblúka je malá, môže znížiť teplotný gradient, chladenie a rýchlosť tuhnutia,môže znížiť a eliminovať tvorbu pórov a trhlín.
Existujú dva bežné spôsoby laserového oblúkového zvárania kompozitných materiálov: laserové TIG zváranie kompozitných materiálov (ako je znázornené nižšie) a laserové MIG zváranie kompozitných materiálov.
Existujú aj iné formy zvárania, ako je laserové a plazmové oblúkové zváranie, laserové a indukčné zváranie tepelnými zdrojmi.
O spoločnosti MavenLaser
Spoločnosť Maven Laser je lídrom v oblasti aplikácií laserovej industrializácie v Číne a autoritatívnym poskytovateľom globálnych riešení pre laserové spracovanie. Hlboko chápeme trendy rozvoja výrobného priemyslu, neustále obohacujeme naše produkty a riešenia, trváme na skúmaní integrácie automatizácie, informatizácie a inteligencie s výrobným priemyslom, poskytujeme laserové zváracie zariadenia, laserové značkovacie zariadenia, laserové čistiace zariadenia a laserové zariadenia na rezanie zlatých a strieborných šperkov pre rôzne odvetvia vrátane plnovýkonných sérií a neustále rozširujeme náš vplyv v oblasti laserových zariadení.
Čas uverejnenia: 13. januára 2023
