Laser soldaduralaser izpi jarraituak edo pultsatuak erabiliz lor daiteke. -ren printzipioaklaser bidezko soldadurabero-eroaleko soldadura eta laser bidezko sartze sakoneko soldaduratan bana daiteke. Potentzia-dentsitatea 104 ~ 105 W/cm2 baino txikiagoa denean, bero-eroaleko soldadura da. Une honetan, sartze-sakonera txikia da eta soldadura-abiadura motela da; potentzia-dentsitatea 105 ~ 107 W/cm2 baino handiagoa denean, metalaren gainazala ahurra da "zulo" sartuta, beroaren ondorioz, sartze sakoneko soldadura osatuz, soldadura azkarren eta aspektu-erlazio handiaren ezaugarriak ditu. Eroapen termikoaren printzipioalaser bidezko soldadurahau da: laser-erradiazioak prozesatu beharreko gainazala berotzen du, eta gainazaleko beroa eroapen termikoaren bidez barnealdera zabaltzen da. Laser pultsuen zabalera, energia, potentzia gailurra eta errepikapen maiztasuna bezalako laser parametroak kontrolatuz, pieza urtzen da urtutako igerileku zehatz bat osatzeko.
Laser sartze sakoneko soldadurak, oro har, laser izpi jarraitua erabiltzen du materialen konexioa osatzeko. Bere prozesu fisiko metalurgikoa elektroi-sorta soldatzearen oso antzekoa da, hau da, energia bihurtzeko mekanismoa "giltza-zulo" egitura baten bidez osatzen da.
Potentzia-dentsitate nahikoa duen laser irradiaziopean, materiala lurrundu egiten da eta zulo txikiak sortzen dira. Lurrunez betetako zulo txiki hau gorputz beltz baten antzekoa da, izpi intzidentearen ia energia guztia xurgatzen duena. Zuloko oreka tenperatura 2500 ingurura iristen da°C. Beroa tenperatura altuko zuloaren kanpoko hormatik transferitzen da, eta zuloa inguratzen duen metala urtu egiten da. Zulo txikia habearen irradiazioaren azpian horma-materialaren etengabeko lurruntzeak sortutako tenperatura altuko lurrunez betetzen da. Zulo txikiaren hormak metal urtuaz inguratuta daude, eta metal likidoa material solidoz inguratuta dago (soldadura-prozesu konbentzional gehienetan eta laser-eroaleko soldadura, energia lehenik piezaren gainazalean metatzen da eta ondoren transferentzia bidez barnealdera garraiatzen da. ). Zuloaren hormaren kanpoko likido-fluxua eta horma-geruzaren gainazaleko tentsioa zuloaren barrunbean etengabe sortutako lurrun-presioarekin fasean daude eta oreka dinamikoa mantentzen dute. Argi-izpia etengabe sartzen da zulo txikian, eta zulo txikitik kanpoko materiala etengabe isurtzen da. Argi-sorta mugitzen den heinean, zulo txikia beti egoten da fluxu-egoera egonkor batean.
Hau da, zulo txikia eta zuloaren horma inguratzen duen metal urtua aurrera egiten dute habe pilotuaren aurrerapen-abiadurarekin. Metal urtuak zulo txikia kendu ondoren geratzen den hutsunea betetzen du eta horren arabera kondentsatzen da, eta soldadura sortzen da. Hori guztia hain azkar gertatzen da, soldadura-abiadurak minutuko zenbait metrotara erraz irits daitezke.
Potentzia-dentsitatearen, eroankortasun termikoaren soldadura eta sartze sakoneko soldaduraren oinarrizko kontzeptuak ulertu ondoren, hurrengo nukleo-diametro ezberdinen potentzia-dentsitatearen eta fase metalografikoen analisi konparatiboa egingo dugu.
Soldadura-esperimentuen konparaketa, merkatuan dauden laser-nukleoen diametro arruntetan oinarrituta:
Nukleo-diametro desberdinak dituzten laserren foku-posizioaren potentzia-dentsitatea
Potentzia-dentsitatearen ikuspegitik, potentzia berarekin, zenbat eta txikiagoa izan nukleoaren diametroa, orduan eta handiagoa izango da laserren distira eta energia kontzentratuagoa. Laserra labana zorrotz batekin alderatzen bada, zenbat eta txikiagoa izan nukleoaren diametroa, orduan eta zorrotzagoa izango da laserra. 14um-ko nukleoaren diametroko laserraren potentzia-dentsitatea 100um-ko nukleoaren diametroko laserrarena baino 50 aldiz handiagoa da, eta prozesatzeko gaitasuna indartsuagoa da. Aldi berean, hemen kalkulatutako potentzia-dentsitatea batez besteko dentsitate sinple bat besterik ez da. Benetako energia banaketa gutxi gorabeherako banaketa gaussarra da, eta energia zentrala batez besteko potentzia-dentsitatearen hainbat aldiz izango da.
Laser energia-banaketaren diagrama eskematikoa nukleo-diametro ezberdinekin
Energia banaketa diagramaren kolorea energia banaketa da. Zenbat eta kolore gorriagoa izan, orduan eta energia handiagoa. Energia gorria energia kontzentratzen den lekua da. Nukleo-diametro desberdinak dituzten laser izpien energia-banaketaren bidez, laser izpiaren aurrealdea ez dela zorrotza eta laser izpia zorrotza dela ikus daiteke. Zenbat eta txikiagoa, orduan eta kontzentratuago dagoen energia puntu batean, orduan eta zorrotzagoa da eta indartsuagoa da bere sartze-gaitasuna.
Nukleo-diametro ezberdineko laserren soldadura-efektuen alderaketa
Nukleoaren diametro desberdineko laserrak alderatzea:
(1) Esperimentuak 150 mm/s-ko abiadura erabiltzen du, foku-posizioko soldadura, eta materiala 1 serieko aluminioa da, 2 mm-ko lodiera;
(2) Zenbat eta handiagoa izan nukleoaren diametroa, orduan eta handiagoa izango da urtze-zabalera, orduan eta handiagoa izango da beroak eragindako zona eta orduan eta txikiagoa izango da unitate-potentzia-dentsitatea. Nukleoaren diametroa 200um gainditzen duenean, ez da erraza erreakzio handiko aleazioetan sartze-sakonera bat lortzea, hala nola aluminioa eta kobrea, eta sartze sakoneko soldadura handiagoa potentzia handiarekin bakarrik lor daiteke;
(3) Nukleo txikiko laserrek potentzia dentsitate handia dute eta energia handiko materialen gainazalean giltza-zuloak azkar zulatu ditzakete eta beroak eragindako zona txikiak dituztenak. Hala ere, aldi berean, soldaduraren gainazala zakarra da eta giltza-zuloaren kolapsoaren probabilitatea handia da abiadura baxuko soldaduran, eta giltza-zuloa soldadura-zikloan itxi egiten da. Zikloa luzea da, eta akatsak eta poroak bezalako akatsak gerta daitezke. Abiadura handiko prozesatzeko edo swing ibilbidea duen prozesatzeko egokia da;
(4) Nukleoaren diametro handiko laserrek argi-puntu handiagoak eta energia sakabanatuagoa dute, laser gainazaleko birurtze, estaldura, errekostea eta beste prozesu batzuetarako egokiagoak izateko.
Argitalpenaren ordua: 2023-10-06
