Ikilinganishwa na teknolojia ya jadi ya kulehemu,kulehemu laserina faida zisizo na kifani katika usahihi wa kulehemu, ufanisi, kuegemea, automatisering na vipengele vingine. Katika miaka ya hivi karibuni, imekua kwa kasi katika nyanja za magari, nishati, umeme na nyanja zingine, na inachukuliwa kuwa moja ya teknolojia ya kuahidi zaidi ya utengenezaji katika karne ya 21.
1. Maelezo ya jumla ya boriti mbilikulehemu laser
Boriti mara mbilikulehemu laserni kutumia mbinu za macho kutenganisha leza sawa katika miale miwili tofauti ya mwanga kwa kulehemu, au kutumia aina mbili tofauti za leza kuchanganyika, kama vile leza ya CO2, Nd: laser ya YAG na leza ya semiconductor yenye nguvu nyingi. Zote zinaweza kuunganishwa. Ilipendekezwa hasa kutatua kubadilika kwa kulehemu kwa laser kwa usahihi wa mkusanyiko, kuboresha utulivu wa mchakato wa kulehemu, na kuboresha ubora wa weld. Boriti mara mbilikulehemu laserinaweza kwa urahisi na kwa urahisi kurekebisha eneo la joto la kulehemu kwa kubadilisha uwiano wa nishati ya boriti, nafasi ya boriti, na hata muundo wa usambazaji wa nishati wa mihimili miwili ya laser, kubadilisha muundo wa kuwepo kwa tundu la ufunguo na muundo wa mtiririko wa chuma kioevu katika bwawa la kuyeyuka. Hutoa uchaguzi mpana wa michakato ya kulehemu. Sio tu ina faida kubwakulehemu laserkupenya, kasi ya haraka na usahihi wa juu, lakini pia inafaa kwa vifaa na viungo ambavyo ni vigumu kulehemu na kawaida.kulehemu laser.
Kwa boriti mbilikulehemu laser, sisi kwanza kujadili mbinu za utekelezaji wa laser mbili-boriti. Fasihi ya kina inaonyesha kwamba kuna njia mbili kuu za kufikia kulehemu kwa boriti mbili: kuzingatia upitishaji na kuzingatia kutafakari. Hasa, moja hupatikana kwa kurekebisha angle na nafasi ya lasers mbili kupitia vioo vinavyolenga na vioo vya kugongana. Nyingine hupatikana kwa kutumia chanzo cha leza na kisha kulenga kupitia vioo vinavyoakisi, vioo vinavyopitisha hewa na vioo vyenye umbo la kabari ili kufikia mihimili miwili. Kwa njia ya kwanza, kuna aina tatu. Fomu ya kwanza ni kuunganisha leza mbili kupitia nyuzi za macho na kuzigawanya katika mihimili miwili tofauti chini ya kioo kimoja cha kugongana na kioo kinacholenga. Ya pili ni kwamba lasers mbili hutoa mihimili ya laser kupitia vichwa vyao vya kulehemu, na boriti mbili huundwa kwa kurekebisha nafasi ya anga ya vichwa vya kulehemu. Njia ya tatu ni kwamba boriti ya laser inagawanyika kwanza kupitia vioo viwili 1 na 2, na kisha kuzingatia vioo viwili vya kuzingatia 3 na 4 kwa mtiririko huo. Msimamo na umbali kati ya maeneo mawili ya kuzingatia inaweza kurekebishwa kwa kurekebisha pembe za vioo viwili vya kuzingatia 3 na 4. Njia ya pili ni kutumia laser-hali imara ili kugawanya mwanga ili kufikia mihimili miwili, na kurekebisha angle na. nafasi kupitia kioo cha mtazamo na kioo kinacholenga. Picha mbili za mwisho katika safu ya kwanza hapa chini zinaonyesha mfumo wa spectroscopic wa leza ya CO2. Kioo tambarare hubadilishwa na kioo chenye umbo la kabari na kuwekwa mbele ya kioo kinacholenga ili kupasua mwanga ili kufikia mwanga wa miale miwili sambamba.
Baada ya kuelewa utekelezaji wa mihimili miwili, hebu tujulishe kwa ufupi kanuni na mbinu za kulehemu. Katika boriti mbilikulehemu lasermchakato, kuna mipangilio mitatu ya kawaida ya boriti, yaani mpangilio wa serial, mpangilio sambamba na mpangilio wa mseto. kitambaa, yaani, kuna umbali katika mwelekeo wote wa kulehemu na mwelekeo wa wima wa kulehemu. Kama inavyoonyeshwa katika safu ya mwisho ya takwimu, kulingana na maumbo tofauti ya mashimo madogo na mabwawa yaliyoyeyuka ambayo yanaonekana chini ya nafasi tofauti wakati wa mchakato wa kulehemu wa serial, yanaweza kugawanywa zaidi katika kuyeyuka moja. Kuna majimbo matatu: bwawa, bwawa la kawaida la kuyeyuka na bwawa la kuyeyuka lililotengwa. Sifa za bwawa moja la kuyeyushwa na bwawa lililotenganishwa la kuyeyuka ni sawa na zile za singlekulehemu laser, kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa simulizi wa nambari. Kuna athari tofauti za mchakato kwa aina tofauti.
Aina ya 1: Chini ya nafasi fulani ya sehemu, tundu mbili za funguo za boriti huunda tundu kubwa la funguo kubwa katika bwawa lile lile la kuyeyushwa; kwa aina ya 1, inaripotiwa kuwa boriti moja ya mwanga hutumiwa kuunda shimo ndogo, na boriti nyingine ya mwanga hutumiwa kwa ajili ya matibabu ya joto ya kulehemu, ambayo inaweza Kwa ufanisi kuboresha mali ya kimuundo ya chuma cha juu cha kaboni na chuma cha alloy.
Aina ya 2: Ongeza nafasi ya sehemu katika bwawa sawa la kuyeyusha, tenga mihimili miwili katika matundu mawili ya funguo huru, na ubadilishe muundo wa mtiririko wa bwawa la kuyeyusha; kwa aina ya 2, kazi yake ni sawa na kulehemu boriti ya elektroni mbili, Inapunguza spatter ya weld na welds isiyo ya kawaida kwa urefu wa focal unaofaa.
Aina ya 3: Ongeza zaidi nafasi ya mahali na ubadilishe uwiano wa nishati wa mihimili miwili, ili moja ya mihimili miwili itumike kama chanzo cha joto kufanya usindikaji wa kabla ya kulehemu au baada ya kulehemu wakati wa mchakato wa kulehemu, na boriti nyingine. hutumika kutengeneza mashimo madogo. Kwa aina ya 3, utafiti uligundua kuwa mihimili miwili huunda shimo la ufunguo, shimo ndogo si rahisi kuanguka, na weld si rahisi kuzalisha pores.
2. Ushawishi wa mchakato wa kulehemu juu ya ubora wa kulehemu
Athari ya uwiano wa serial boriti-nishati juu ya malezi ya mshono wa kulehemu
Wakati nguvu ya laser ni 2kW, kasi ya kulehemu ni 45 mm/s, kiasi cha defocus ni 0mm, na nafasi ya boriti ni 3 mm, sura ya uso wa weld wakati wa kubadilisha RS (RS= 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) ni kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu. Wakati RS = 0.50 na 2.00, weld ni dented kwa kiwango kikubwa zaidi, na kuna spatter zaidi kwenye makali ya weld, bila kuunda mifumo ya kawaida ya kiwango cha samaki. Hii ni kwa sababu wakati uwiano wa nishati ya boriti ni mdogo sana au mkubwa sana, nishati ya leza hujilimbikizia sana, na kusababisha shimo la laser kuzunguka kwa umakini zaidi wakati wa mchakato wa kulehemu, na shinikizo la mvuke husababisha kutolewa na kunyunyiziwa kwa kuyeyuka. chuma cha pool katika bwawa la kuyeyuka; Uingizaji wa joto kupita kiasi husababisha kina cha kupenya kwa bwawa la kuyeyuka kwenye upande wa aloi ya alumini kuwa kubwa sana, na kusababisha mfadhaiko chini ya hatua ya mvuto. Wakati RS = 0.67 na 1.50, muundo wa kiwango cha samaki kwenye uso wa weld ni sare, sura ya weld ni nzuri zaidi, na hakuna nyufa za moto za kulehemu zinazoonekana, pores na kasoro nyingine za kulehemu kwenye uso wa weld. Maumbo ya sehemu ya msalaba ya welds na uwiano tofauti wa nishati ya boriti RS ni kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu. Sehemu ya msalaba ya welds iko katika "sura ya kioo ya divai" ya kawaida, inayoonyesha kuwa mchakato wa kulehemu unafanywa katika hali ya kulehemu ya kupenya kwa laser. RS ina ushawishi muhimu juu ya kina cha kupenya P2 ya weld kwenye upande wa aloi ya alumini. Wakati uwiano wa nishati ya boriti RS=0.5, P2 ni mikroni 1203.2. Wakati uwiano wa nishati ya boriti ni RS = 0.67 na 1.5, P2 imepunguzwa kwa kiasi kikubwa, ambayo ni microns 403.3 na microns 93.6 kwa mtiririko huo. Wakati uwiano wa nishati ya boriti ni RS = 2, kina cha kupenya kwa weld ya sehemu ya pamoja ya msalaba ni microns 1151.6.
Athari ya uwiano wa boriti-nishati sambamba kwenye malezi ya mshono wa kulehemu
Wakati nguvu ya laser ni 2.8kW, kasi ya kulehemu ni 33mm / s, kiasi cha defocus ni 0mm, na nafasi ya boriti ni 1mm, uso wa weld hupatikana kwa kubadilisha uwiano wa nishati ya boriti (RS = 0.25, 0.5, 0.67, 1.5 , 2, 4) Kuonekana kunaonyeshwa kwenye takwimu. Wakati RS=2, muundo wa mizani ya samaki kwenye uso wa weld ni wa kawaida. Uso wa weld uliopatikana kwa uwiano wa nishati nyingine tano tofauti za boriti umeundwa vizuri, na hakuna kasoro zinazoonekana kama vile pores na spatter. Kwa hiyo, ikilinganishwa na serial dual-boritikulehemu laser, uso wa weld kwa kutumia sambamba mbili-mihimili ni sare zaidi na nzuri. Wakati RS = 0.25, kuna unyogovu kidogo katika weld; kwani uwiano wa nishati ya boriti huongezeka hatua kwa hatua (RS=0.5, 0.67 na 1.5), uso wa weld ni sare na hakuna unyogovu unaoundwa; hata hivyo, wakati uwiano wa nishati ya boriti huongezeka zaidi ( RS = 1.50, 2.00), lakini kuna depressions juu ya uso wa weld. Wakati uwiano wa nishati ya boriti RS = 0.25, 1.5 na 2, sura ya msalaba wa weld ni "umbo la kioo la divai"; wakati RS = 0.50, 0.67 na 1, sura ya sehemu ya msalaba ya weld ni "funnel-umbo". Wakati RS = 4, sio nyufa tu zinazozalishwa chini ya weld, lakini pia baadhi ya pores huzalishwa katikati na sehemu ya chini ya weld. Wakati RS = 2, pores kubwa ya mchakato huonekana ndani ya weld, lakini hakuna nyufa zinazoonekana. Wakati RS = 0.5, 0.67 na 1.5, kina cha kupenya P2 cha weld kwenye upande wa aloi ya alumini ni ndogo, na sehemu ya msalaba ya weld imeundwa vizuri na hakuna kasoro za wazi za kulehemu zinazoundwa. Hizi zinaonyesha kuwa uwiano wa nishati ya boriti wakati wa kulehemu sambamba ya laser mbili-boriti pia ina athari muhimu kwa kupenya kwa weld na kasoro za kulehemu.
Boriti inayofanana - athari ya nafasi ya boriti kwenye malezi ya mshono wa kulehemu
Wakati nguvu ya laser ni 2.8kW, kasi ya kulehemu ni 33mm/s, kiasi cha defocus ni 0mm, na uwiano wa nishati ya boriti RS=0.67, hubadilisha nafasi ya boriti (d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm) ili kupata mofolojia ya uso wa weld kama picha inavyoonyesha. Wakati d = 0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, uso wa weld ni laini na gorofa, na sura ni nzuri; mfano wa kiwango cha samaki wa weld ni wa kawaida na mzuri, na hakuna pores inayoonekana, nyufa na kasoro nyingine. Kwa hiyo, chini ya hali ya nafasi nne za boriti, uso wa weld umeundwa vizuri. Kwa kuongeza, wakati d = 2 mm, welds mbili tofauti huundwa, ambayo inaonyesha kwamba mihimili miwili ya laser inayofanana haifanyi kazi tena kwenye bwawa la kuyeyuka, na haiwezi kuunda kulehemu kwa mseto wa laser mbili-boriti. Wakati nafasi ya boriti ni 0.5mm, weld ni "funnel-umbo", kina cha kupenya P2 cha weld kwenye upande wa aloi ya alumini ni 712.9 microns, na hakuna nyufa, pores na kasoro nyingine ndani ya weld. Kadiri nafasi ya boriti inavyoendelea kuongezeka, kina cha kupenya P2 cha weld kwenye upande wa aloi ya alumini hupungua kwa kiasi kikubwa. Wakati nafasi ya boriti ni 1 mm, kina cha kupenya cha weld kwenye upande wa aloi ya alumini ni microns 94.2 tu. Kadiri nafasi ya boriti inavyoongezeka, weld haifanyi kupenya kwa ufanisi kwenye upande wa aloi ya alumini. Kwa hiyo, wakati nafasi ya boriti ni 0.5mm, athari ya kuunganisha boriti mbili ni bora zaidi. Kadiri nafasi ya boriti inavyoongezeka, pembejeo ya joto ya kulehemu hupungua sana, na athari ya upatanisho wa boriti ya laser mbili polepole inakuwa mbaya zaidi.
Tofauti katika mofolojia ya weld husababishwa na mtiririko tofauti na uimarishaji wa baridi wa bwawa la kuyeyuka wakati wa mchakato wa kulehemu. Njia ya uigaji wa nambari haiwezi tu kufanya uchanganuzi wa mafadhaiko ya dimbwi la kuyeyuka kuwa angavu zaidi, lakini pia kupunguza gharama ya majaribio. Picha hapa chini inaonyesha mabadiliko katika bwawa la kuyeyuka la upande na boriti moja, mipangilio tofauti na nafasi ya madoa. Hitimisho kuu ni pamoja na: (1) Wakati wa boriti mojakulehemu lasermchakato, kina cha shimo la bwawa la kuyeyuka ni la kina zaidi, kuna jambo la kuanguka kwa shimo, ukuta wa shimo ni wa kawaida, na usambazaji wa shamba la mtiririko karibu na ukuta wa shimo haufanani; karibu na uso wa nyuma wa bwawa la kuyeyusha Utiririshaji huo una nguvu, na kuna utiririshaji wa kwenda juu chini ya bwawa la kuyeyuka; usambazaji wa shamba la mtiririko wa bwawa la kuyeyuka la uso ni sare na polepole, na upana wa bwawa la kuyeyuka haufanani pamoja na mwelekeo wa kina. Kuna usumbufu unaosababishwa na shinikizo la ukuta katika dimbwi la maji lililoyeyushwa kati ya mashimo madogo kwenye boriti mbili.kulehemu laser, na daima ipo pamoja na mwelekeo wa kina wa mashimo madogo. Umbali kati ya mihimili miwili unapoendelea kuongezeka, msongamano wa nishati ya boriti hubadilika polepole kutoka kilele kimoja hadi hali ya kilele mara mbili. Kuna thamani ya chini kati ya vilele viwili, na msongamano wa nishati hupungua hatua kwa hatua. (2) Kwa boriti mbilikulehemu laser, wakati nafasi ya sehemu ni 0-0.5mm, kina cha bwawa la maji mashimo madogo hupungua kidogo, na tabia ya mtiririko wa bwawa lililoyeyushwa kwa ujumla ni sawa na ile ya boriti moja.kulehemu laser; wakati nafasi ya doa iko juu ya 1mm, mashimo madogo yanatenganishwa kabisa, na wakati wa mchakato wa kulehemu Kuna karibu hakuna mwingiliano kati ya lasers mbili, ambayo ni sawa na lehemu mbili za mfululizo / mbili za sambamba za laser moja ya boriti yenye nguvu ya 1750W. Kuna karibu hakuna athari ya joto, na tabia ya mtiririko wa bwawa la kuyeyuka ni sawa na ile ya kulehemu ya boriti moja ya laser. (3) Wakati nafasi ya doa ni 0.5-1mm, uso wa ukuta wa mashimo madogo ni gorofa katika mipangilio miwili, kina cha mashimo madogo hupungua hatua kwa hatua, na chini hutengana hatua kwa hatua. Usumbufu kati ya mashimo madogo na mtiririko wa bwawa la kuyeyuka ni 0.8mm. Mwenye nguvu zaidi. Kwa kulehemu kwa mfululizo, urefu wa bwawa la kuyeyuka huongezeka polepole, upana ni mkubwa zaidi wakati nafasi ya doa ni 0.8mm, na athari ya kupasha joto ni dhahiri zaidi wakati nafasi ya doa ni 0.8mm. Athari ya nguvu ya Marangoni hudhoofika polepole, na kioevu zaidi cha chuma hutiririka kwa pande zote mbili za dimbwi la kuyeyuka. Fanya usambazaji wa upana wa kuyeyuka kuwa sawa zaidi. Kwa kulehemu sambamba, upana wa bwawa la kuyeyuka huongezeka kwa hatua, na urefu ni wa juu kwa 0.8mm, lakini hakuna athari ya joto; reflow karibu na uso unaosababishwa na nguvu ya Marangoni daima ipo, na reflow chini chini ya shimo ndogo hupotea hatua kwa hatua; uwanja wa mtiririko wa sehemu ya msalaba sio mzuri kama Una nguvu katika mfululizo, usumbufu hauathiri mtiririko wa pande zote mbili za bwawa la kuyeyuka, na upana wa kuyeyuka haujasambazwa kwa usawa.
Muda wa kutuma: Oct-12-2023
