Täiustatud töötlemisvahendina mängib laser üha olulisemat rolli tööstuskeevituse valdkonnas. Kuigi traditsiooniline laserkeevitustehnoloogia suudab neid defekte teatud määral kontrollida, piiravad selle mõju sageli fikseeritud keevitusparameetrid ja -protsessid. Viimastel aastatel pakub laserkiirkeevitustehnoloogia uut lahendust keevitusdefektide kontrollimiseks. Laserkiire kiikumise abil keevitusprotsessi ajal saab tehnoloogia oluliselt parandada keevisvanni dünaamilisi omadusi, optimeerides seeläbi keevituse kvaliteeti. Laserkiirkeevitustehnoloogia põhineb peamiselt laserkiire ja kiiktehnoloogia täpsel juhtimisel, et saavutada tõhus ja kvaliteetne keevitus.
Parandada välimust:
Selle aja jooksulkeevitusprotsess, laserkiirt pööratakse kiiresti ja täpselt, et katta kogu keevitusala. Kui kiir liigub keevisõmbluse suunas, võngub see erinevates vormides, näiteks ringi, kujundi kaheksa ja spiraali kujul. Chen jt. kasutasid kiiklaserit erinevate alumiiniumisulamite keevitamiseks ja võrreldes kiikuta laserkeevitusega paranes kiiklaseril keevituse esi- ja tagakeevituse morfoloogia oluliselt. Lisaks kasutatakse põiki kiiklaseril keevitust soone kliirensi kohanemisvõime suurendamiseks. Mõnedel juhtivatel ühendustortidel on vaja laiendada ülekoormuse ala, samuti on vaja laiendada metallilise ühenduspinna suurust ja ka laserkeevitust pöörata, et metallilise ühenduspinna suurus muutuks "U"-kujuliseks.
1. (a) ja (b) keevisõmbluse ristlõike morfoloogia ja keevisõmbluse suuruse statistika erinevate kiikumisrežiimide korral; (c) Keevisõmbluse ülemise pinna kujunemine erinevate kiikumisrežiimide korral.
Parandage külgseinte kehva sulandumist:
Keskmise paksusega plaatide traditsioonilisel kitsa vahega laserkeevitamisel on külgseina mittesulamise defekt lihtne tekkida. Selle põhjuseks on laseri energia ebaühtlane jaotumine suus, suur soojussisend soone keskel ja väike soojussisend soone külgseinas, mis ei võimalda moodustada head kombinatsiooni. Sulandumata külgseina defekti lahendamise peamine meede on külgseina soojussisendi suurendamine. Laserkeevituse käigus saab kiire liikumise kaudu saavutada laserkiire mõistlikuma energiajaotuse töödeldava detaili pinnal. Kui soone laius muutub, reguleeritakse kiire liikumise amplituudi vastavalt soone laiusele, et moodustada külgseinale efektiivne soojussisend.
2. Keevisõmbluse makroskoopiline pilt esimesest kihist (L1) seitsmenda kihini (L7) laserkeevituse korral võnkumisega või ilma.
Vähendage poorsuse defekte:
Laserkiire keevituspooridele avaldatava mõju pärssiv mehhanism on seletatav väikeste aukude stabiilsuse parandamise ja vedela metalli voolavuse parandamisega. Joonis 3 näitab sulametalli voolavuskäitumist, mida näitavad märgistusosakesed keevitusprotsessi ajal. Valguskiire vibreerimine põhjustab väikese augu kõrge sageduse ja kiirusega pöörleva segamisliikumise, mis soodustab mullide ülevoolu ja millel on tahkestunud pooridele "lõksu püüdmise" efekt. Samal ajal suurendab valguskiire vibreerimine väikese augu pindala ja vähendab selle ebastabiilsuse ja mullide moodustumise tõenäosust.
3. (a) ja (b) märgistusosakeste trajektoorid keevitamise ajal; Võtmeaugu ava pindala: (c) kiikuvat laserit ei ole (d) kiikuv laser.
Vähendage pragude defekte:
Termiline pragu on keevitusprotsessis sisemise pinge ja metallurgiliste tegurite koosmõjul tekkiv defekt, mida sageli leidub keevituse kuummõjutsoonis (HAZ). Selliste pragude teke on seotud materjali haavatavusega kõrgetele temperatuuridele, keevituspingele ja materjali keemilisele koostisele. Traditsiooniline laserkeevitustehnoloogia võib keevitusprotsessis tekitada termilisi pragusid peamiselt järgmistel põhjustel: esiteks laserkeevituse suure energiakulu tõttu, mis põhjustab keevitusala kiiret kuumenemist ja jahtumist, mille tulemuseks on suur termiline gradient ja termiline pinge; teiseks võib keevitusprotsessis toimuv metallurgiline reaktsioon viia madala sulamistemperatuuriga lisandite eraldumiseni, moodustades hapra faasi ja suurendades pragude tundlikkust. Lõpuks võib materjali kiire tahkumine viia mikrostruktuuri heterogeensuseni ning sammaskristallide kasvusuund on sulabasseinist keskpunkti poole, nagu on näidatud joonisel 4. Sellisel juhul suureneb pragunemise tundlikkus märkimisväärselt.
4. Laserkeevituse tahkumisrežiim (a) tavaline laserkeevitus (b) kiiklaserkeevitus.
Võnkuva laserkeevitustehnoloogia abil saab võnkuva laserkiire abil tõhusalt vähendada või kõrvaldada kuumade pragude teket. Võnkuva laserkeevitusprotsessi ajal soodustab laserkiire perioodiline võnkumine metalli voolamist sulabasseinis, parandades seeläbi mikrostruktuuri ühtlust, ja tera kasvab koaksiaalselt sulabasseini keskel, nagu on näidatud joonisel 5. Need koaksiaalsed terad toimivad kaitsva barjäärina, et vältida pragude levikut, ja toimivad soojusisolatsioonikihina, et vältida pragude edasist levikut. Samal ajal aitab võnkuv laser vähendada komponentide segregatsioonist tingitud hapra faasi teket, vähendades termilise pragunemise ohtu.
5. (A) tavapäraste laserkeevitusõmbluste tahkumismikrostruktuuri omadused (B) laserkiikkeevitusõmbluste (CCW) tahkumismikrostruktuuri omadused.
Võrreldes laser-isetehastuskeevitusega on kiiklaserkeevitustehnoloogiat peetud tõhusaks viisiks poorsuse tekke vähendamiseks ja selliste defektide nagu külgseinte mittesulamise parandamiseks. Tänu kiire segavale mõjule sulavannile on sellel märkimisväärsed eelised pilude sobivuse, mikrostruktuuri ühtluse ja tera peenendamise osas. Laser-kiikkeevitustehnoloogia rakendamine võib muuta laserkeevituse laialdasemaks ning saavutada laseriefektiivse täppiskeevituse suuremate toorikute ja laiemate keevisõmbluste puhul, st toote põhiprotsess ja montaažitäpsus on leebemad.
Postituse aeg: 21. veebruar 2025
