Šta je lasersko zavarivanje? Koji je trenutni razvoj laserskog tehnologije zavarivanja? U kojim poljima mogu se primijeniti laserska tehnologija zavarivanja?
1. Šta je lasersko zavarivanje?
Ukratko, laserski zavarivanje je zagrejanje površine radnog komada sa laserskim zračenjem, a površinska toplina distribuira iznutra kroz provodljivost topline. Zatim, kontrolom širine, energije, vrhunske snage i ponavljanja frekvencije laserskog pulsa, ravni komad se topi za formiranje određenog rastopljenog bazena i na taj način postizanje zavarivanja.
Laserski zavarivanje može umanjiti ulaznu toplinu na minimalni potrebni iznos, asortiman metalografske promjene željene zona zahvaćene zoni je mali, a deformacija uzrokovana provodljivošću topline također je minimalna.
Ne-kontaktno zavarivanje može umanjiti habanje i deformaciju stroja na minimum. Laserski snop se lako fokusira, poravnava i vodiče po optičkim instrumentima. Može se postaviti na odgovarajuću udaljenost od obratka i može se voditi između strojeva ili prepreka oko obratka.
Laserski snop može se fokusirati na vrlo malo područje, može zavariti male i usko razmaknuti dijelove, zavari širok raspon materijala i može se također pridružiti raznim heterogenim materijalima.
Lako je izvršiti zavarivanje velike brzine pomoću automatizacije, a može se kontrolirati i digitalno ili računarom. Kada zavarivanje tankih materijala ili žica tankog promjera, nema problema poput spanjavanja.
2. Koji je trenutni status laserskog tehnologije zavarivanja?
Laserska tehnologija zavarivanja razvila se zajedno sa razvojem laserske tehnologije. Posljednjih godina, uvedeni su novi izvori svjetlosti, zeleni laser, femtosekund laser, ljuljački zavarivanje, ručni (podesivi melodija), koji su inovativno riješili neke probleme za zavarivanje u industrijskoj proizvodnji, što je omogućilo brzo promoviranje i razvijeno u raznim oblastima industrijske proizvodnje.
(1) Metalna laserska tehnologija zavarivanja
Visoka gustoća energije lasera omogućava zavarivanje nekih metalnih materijala za zavarivanje, ali još uvijek postoje neki problemi s zavarivanjem visoko reflektirajućeg materijala i različitih metalnih materijala poput zlata, srebra, bakra i aluminija. Glavni razlozi uključuju:
①igh Reflectivity i visoka toplotna provodljivost, laserski zavarivanje zahtijeva veću početnu snagu;
Ćuriranje laserskog zavarivanja visokog snage, osjetljivo je na promjene u površinskom stanju materijala, što rezultira lošim zajedničkim / formacijama zavarivanja;
③ Laserska brzina zavarivanja je brza, što rezultira nedostacima zavarivanja, poput pora u zavarivanju, posebno aluminijumskim i aluminijskim legurima.
(1.1) Efikasno laserski zavarivanje bakra i bakra legura
Bakar ima odličnu električnu i toplotnu provodljivost i široko se koristi u proizvodnim poljima elektroničkih proizvoda i električnih vozila. Među njima, motori, baterije, senzori, kabelovi za ožičenje i terminali najčešće se koriste.
U prošlosti je laserski zavarivanje metalnih materijala oslanjao na infracrvene lasere. Međutim, toplotna provodljivost bakra je previsoka, gotovo 5 puta čistog željeza i 1,7 puta od čistog aluminija. Bakar ima nisku stopu apsorpcije za infracrvene lasere. Upotreba infracrvenih lasera za linearno zavarivanje ima nestabilni procesni prozor i najveću fluktuaciju u dubini topljenja, što je sklono problemima poput zavarivanja, rastaljenih metala, poražene i velike fluktuacije u dubini penetracije.
Stoga, nakon nastajanja lasera kratkog snage, vidljivi laserski laserski zavarivanje i hibridno zavarivanje postale su idealne metode obrade za visoko reflektirajuće materijale kao što su bakrene i bakrene legure.
①green lasersko zavarivanje
Zeleni laser je vrsta vidljive svjetlosti s talasnom dužinom 500-560 nm. Stopa apsorpcije baka za zeleno svjetlo sa talasnim dužinama λ=515 NM iznosi čak 40%, što je oko 8 puta veće od infracrvene brzine apsorpcije svjetla od oko 1 μm, a efikasnost spojke energije je veća. Smanjena je i osjetljivost na stepen oksidacije.
Upotreba zelenog laserskog lasera može značajno smanjiti prag bakrenog zavarivanja dubokog penetracije, količinu raspršivanja i prskanja na površini zavarivanja je mala, a gotovo je netaknuta brzinom zavarivanja. Ako se povećavaju skeniranje snopa, defokusa snopa i ispravna laserska modulacija snage, kvaliteta zavarivanja može se značajno poboljšati. Iako je broj oštećenja zavarivanja uvelike smanjen, površina zavarivanja bit će redovnija i uniforma.
②Blue Lako laserski zavarivanje
Što je kraća talasna dužina, veća je fotona energija koja pomaže povećati brzinu apsorpcije materijala laserskog svjetla. Talasna dužina plavog lasera je 400nm ~ 500N. Poluprovodnički laser na bazi galijum nitridnog materijala može direktno generirati laseru talasnom dužinom od 450 Nm bez daljnjeg udvostručenja frekvencije. Ima prednosti jednostavne strukture, jednostavne upotrebe, elektro-optičke efikasnosti konverzije i visoku brzinu apsorpcije.
U usporedbi s vlaknastim laserima koji se obično koriste u industrijskoj preradi, plavi laseri imaju {{0}}% umanjene brzine u apsorpciji metalnih materijala na 450nm, posebno povećanjem apsorpcijskog materijala, poput bakra i zlata. Provjereno je da je potrošnja energije potrebna za bakrene zavarivanje 84% niže od infracrvenog lasera. To znači da kada infracrveni laser zahtijeva 10 W laserskih snaga za zavarivanje bakrenih materijala, koristeći plavi laser samo zahtijeva oko 1 kW ili 0,5 kW snage.
③Buble hibridni zavarivanje snopa
Koristeći infracrveno vidljivi kompozitni zavarivački proces, pomoću manjih laserskih lasera, infracrveni laser može postići prisilni zavarivanje bakra u dubokoj probojci kada je snaga niža od praga zavarivanja dubokog prodora i značajno smanjenje zavarivanja, a trošak za zavarivanje i trošak opreme je nizak. Kvaliteta zavarivanja je visoka i smatra se vrlo izvanrednim prednostima i dobrim izgledima za prijavu.
(1.2) Laserski zamah zavarivanje aluminijskih legura
Kada se konvencionalne laserske grede s jednim fokusom koriste za zavarivanje legura aluminija, pore su uobičajene nedostatke. Glavni razlozi za formiranje pora u aluminijskim legurima su:
① Zavarivački rastopljeni bazen i ključanica skloni su kolapsom i nestabilnošću zbog teške vibracije, formiranja pore;
② Rastvorljivost vodonika u aluminijumskim legurama naglo će pasti s smanjenjem temperature, što rezultira oborinom nadređenim vodonik tijekom učvršćivanja i formiranja vodonika. Prisutnost pora izaći će koncentraciju stresa u zavarivanju, što će zavarivati puknuti tokom učvršćivanja.
Lasersko ljuljanje zavarivanje. Tokom procesa zavarivanja, snop se kreće duž smjera zavarivanja i ljulja se u raznim oblicima kao što su kružnim, 8- oblikovanim i spiralnim linijama istovremeno.
Trenutno se realizacija ljuske grede uglavnom postiže galvanometrom koji može izdržati lasere velike snage. Povećava se djelovanje za zavarivanje laserskog ljuljanja, što povećava površinu ključanice i rastopljenog bazena i veličine korijena rastopljenog bazena, poboljšava stabilnost ključanica i raspoloženog ustvari na nedostatke kao lošeg fuzije i podrezane. Istovremeno, miješanje rastopljenog bazena uzgružnog svjetlosnog snopa ubrzava konvekciju rastopljenog bazena, što povećava brzinu bijega mjehurića u rastoznu i smanjuje poroznost.
3. Trenutna primjena laserskog tehnologije zavarivanja u raznim poljima
Laserski zavarivanje je najkasnije od rezanja. Trenutno postoje preduzeća u mojoj zemlji koja se specijaliziraju za laserski zavarivanje. U ranim danima, laserski laser sa lamerom i jag laserom bili su glavne metode. Svi su vrlo tradicionalni laserski zavarivanje male snage, koji se nanosi u kalupima, reklamnim znakovima, naočalama, nakitom i drugim poljima, ali razmjera je vrlo ograničena. Posljednjih godina, sa neprekidnim poboljšanjem laserske moći, još važnije, poluvodičke lasere i vlaknaste lasere postepeno su razvili scenarije aplikacije za zavarivanje laserskih zavarivanja, razbijajući tehničko grlo zavarivanje i otvaranje novog tržišnog prostora.
(1) Primjena laserskog zavarivačke tehnologije u proizvodnji automobila
Razvoj nauke i tehnologije i poboljšanjem nivoa potrošnje ljudi i kvaliteti života, zahtjevi za laganu i umjetničku estetiku automobilskih tijela u proizvodnom polju automobila postaju viši i viši. Laserska tehnologija zavarivanja ističe se zbog izvrsne efekte za obradu, dobre kvalitete proizvoda i visoke radne efikasnosti i brzo postaje draga aplikacije za procesnu tehnologiju za zavarivanje u polju automobila.
U proizvodnji vozila, laserska tehnologija zavarivanja uglavnom se koristi u procesima kao što su laserski zavarivanje debelih čeličnih ploča, laserskih zavarivanja automobilskih sklopova i sklopova podsistema i laserskih zavarivanja dijelova vozila. Automehakersi u nekim evropskim i američkim zemljama počeli su relativno rano primijeniti tehnologiju laserskih zavarivanja, počevši od 1980-ih. Audi, Mercedes-Benz, GM i ostali poznati automobilski brendovi počeli su uvođenje laserskog zavarivačke tehnologije u proizvodnju i proizvodnju vozila, što je promoviralo dubinsko nanošenje i razvoj laserskog zavarivačkog tehnologije u oblasti proizvodnje i proizvodnje vozila.
Lasersko zavarivanje električnih baterija trebale bi biti najotpisnija potražnja za zavarivanjem zavarivanja posljednjih godina, koja ima veliki podsticaj za proizvođače laserske opreme. Drugi bi trebao biti zavarivanje automobilskih tijela i dijelova. Kina je najveće svjetsko automobilsko tržište, s mnogim starim kompanijama i novim automobilskim kompanijama koji se neprekidno pojavljuju, sa gotovo 100 auto marki. Većina proizvođača koristi tehnologiju za zavarivanje kilovata ili automatizirane proizvodne listove za lasersko zavarivanje; Posebno u polju energetskih baterija, vodeće nove kompanije za energetsku bateriju koristile su veliki broj laserske opreme za zavarivanje.
4. Koji je razvojni trend laserskog zavarivačke tehnologije?
Sa daljnjim razvojem i probojnom tehnologijom zavarivanja njegova jedinstvenost je vidljivije u procesu istraživanja i razvoja tehnologije laserske zavarivanja. Laserska tehnologija zavarivanja može brzo i efikasno zavariti metalne materijale. Kad se generira laserski snop, zbog vlastitih visokih karakteristika za fokusiranje, može prouzrokovati izuzetno visoku gustinu snage u laserskom snopu, što omogućava laserskom snopu da u vrlo kratkom vremenu oslobađa veliku količinu toplotne energije u vrlo kratkom roku, čime se poboljšava efikasnost zavarivanja i osiguravanje kvalitete zavarivanja.
Pored toga, zbog trenutne zavarivanja tehnologije laserske zavarivanja, ima vrlo široku aplikaciju. U stvarnoj primjeni tehnologije laserskog zavarivanja, kada laserski snop izravno zrače površinu metalnog materijala, neće utjecati na metalni materijal izvan zračenja, tako da ne uzrokuje značajnu štetu na površini metala tijekom zavarivanja, a nakon završetka postupka zavarivanja nema potrebe za obavljanjem povezane površine. To čini lasersko zavarišnu tehnologiju posebno pogodnu za obradu površina različitih preciznih dijelova, tako da se mogu brzo postići i teže operacije zavarivanja.
Štaviše, u prethodnim tehničkim specifikacijama zavarivanja obično je predviđeno da materijalni zahtjevi za sve materijale za zavarivanje moraju biti dosljedni. Uz upotrebu laserskog tehnologije zavarivanja, nema potrebe da se odlična ograničenja materijala zavarivanja, tako da čak i materijali za zavarivanje različitih materijala može se lako zavariti pomoću laserskog zavarivačkog tehnologije. Može se reći da formacija i raširena primjena tehnologije laserske zavarivanja učinkovito prevlada probleme u tradicionalnoj tehnologiji zavarivanja i smanjili poteškoće tradicionalnih operacija zavarivanja.
Nakon više od pola stoljeća razvoja, tehnički nivo tehnologije laserskog zavarivanja postaje sve savršeniji, a postepeno se široko koristi u sve više i više industrijskih polja.
U poljima za vazduhoplovstva za vazduhoplovstvo, elektronički instrumenti, proizvodnja mašina, čelična metalurgija, proizvodnja automobila, medicinsku opremu i druge industrije, laserska tehnologija zavarivanja igra sve ogromnu ulogu. Na primjer, u proizvodnji automobilskih dijelova, tehnologija laserske zavarivanja može se koristiti za obradu i stvaranje obloge dijelova vozila i naprednih zemalja kao što su Sjedinjenih Država i Japan primijenili su i lasersko zavarišnu tehnologiju u proizvodnji zrakoplovnih dijelova u čistoj azofnoj okruženju.