Es proposa un mètode de soldadura de doble feix, que s’utilitza principalment per millorar l’adaptabilitat de la soldadura làser a la precisió del muntatge, augmentar l’estabilitat del procés de soldadura i millorar la qualitat de les soldadures . És especialment adequada per soldar plaques primes, aliatges d’alumini i altres materials .
El mètode de soldadura de doble feix es proposa principalment per millorar l’adaptabilitat de la soldadura làser a la precisió del muntatge, augmentar l’estabilitat del procés de soldadura i millorar la qualitat de les soldadures . És especialment adequada per soldar plaques primes Les bigues per a la soldadura, però també utilitzen dos tipus diferents de làsers per a soldadura combinada . CO2, els làsers ND: YAG, els làsers de semiconductors d’alta potència, etc . El camp de temperatura es pot ajustar convenientment i flexible, canviant així l’existència de forats i el flux de metall líquid a la piscina fos Soldadura per làser convencional .
1. Principi de soldadura làser de doble feix
La soldadura de doble feix es refereix a l’ús de dos feixos làser simultàniament durant el procés de soldadura . disposició del feix, l’espai de feixos, l’angle format pels dos feixos, la posició de focus i la relació d’energia dels dos feixos feixos . Com es mostra a la figura, un és organitzar -los en sèrie al llarg de la direcció de soldadura . Aquesta disposició pot reduir la velocitat de refrigeració de la piscina fos, reduir la tendència endurint de la soldadura i la generació de porus . Gap .
Per al sistema de soldadura làser de doble feix disposat en sèrie, hi ha tres mecanismes de soldadura diferents segons l’espai entre els dos feixos .
1)En el primer mecanisme de soldadura, l’espai entre les dues bigues és gran, un feix té una densitat d’energia més elevada i es centra en la superfície de la peça, produint petits forats durant la soldadura; L’altre feix té una densitat d’energia inferior i només s’utilitza com a font de calor per al tractament de la pre-esborrament o el tractament tèrmic post-e
2)En el segon mecanisme de soldadura, la distància entre els dos focus làser és relativament petita . Els dos feixos làser produeixen dos forats petits independents en un sol conjunt de fosa, canviant així el patró de flux del metall fos . Això ajuda a prevenir defectes com la protecció de la soldadura i millorar la formació de soldadura .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
3) En el tercer mecanisme de soldadura, la distància entre els dos feixos làser és molt petita i les dues bigues làser produeixen el mateix forat de Key a la piscina de soldadura . en comparació amb la soldadura làser d’un sol feix Obtenir soldadures contínues, uniformes i boniques .
Durant el procés de soldadura, els dos feixos làser també es poden establir en un determinat angle i el seu mecanisme de soldadura és similar al mecanisme de soldadura de doble feix paral·lel . Els resultats de la prova mostren que combinant dos bigues làser OO d’alta potència Més estable, que pot millorar eficaçment la qualitat de soldadura . En aplicacions pràctiques, es poden ajustar diferents combinacions de dos feixos làser segons diferents condicions de soldadura per aconseguir diferents processos de soldadura .
2. Mètode d'implementació de soldadura làser de doble feix
La sortida de doble feix es pot aconseguir combinant dos feixos làser diferents o utilitzant un sistema de divisió de feix òptic per dividir un feix làser en dos feixos per soldar . per dividir un feix làser en dos feixos de diferents potències Splitter .
A més, es pot utilitzar un reflector com a divisor de feixos, i el darrer reflector de la ruta òptica s’utilitza com a divisor de feix . Aquest reflector també s’anomena reflector de cresta . La seva superfície de reflexió no és un pla únic, sinó que està compost per dos plans Línia de cresta, tal com es mostra a la figura . Es projecta un feix paral·lel al divisor del feix, reflectit per dos plans a diferents angles en dos feixos, irradiat a diferents posicions de la lent de focus i es va centrar en obtenir dos feixos amb una certa distància a la superfície de la peça amb diferents longituds focals i es poden obtenir arranjaments .
Quan s’utilitzen dos tipus diferents de feixos làser per formar un feix doble, hi ha moltes combinacions . Un làser de CO2 d’alta qualitat amb una distribució d’energia gaussia Ajustat independentment d’altra banda . Per a diferents formes articulars, es pot obtenir un camp de temperatura regulable ajustant la posició superposada del làser i el làser semiconductor, que és molt adequat per al control del procés de soldadura . A més La soldadura i les bigues centrades es poden combinar amb bigues defocades per a la soldadura .
3. Principi de soldadura làser de doble feix
3.1 Soldadura làser de doble feix de full galvanitzat
La fulla d’acer galvanitzada és el material més utilitzat a la indústria automobilística . El punt de fusió de l’acer és d’uns 1500 graus, mentre que el punt d’ebullició del zinc és només de 906 graus ., per tant, quan s’adopta el mètode de soldadura Les articulacions de volta, la volatilització de la capa galvanitzada es produeix no només a les superfícies superiors i inferiors, sinó també a la interfície conjunta . Durant el procés de soldadura, el vapor de zinc es ruixa ràpidament de la superfície de la piscina fos en algunes àrees, mentre que el vapor de zinc és difícil escapar de la superfície de piscina fos en algunes zones, donant lloc a una qualitat de soldadura extremadament inestable.
La soldadura làser de doble feix pot solucionar el problema de qualitat de la soldadura causat pel vapor de zinc . Un mètode és controlar el temps de residència i la velocitat de refrigeració de la piscina fosa, coincidint raonablement amb l’energia dels dos feixos làser, cosa que és propici per a la fugida del vapor de zinc; Un altre mètode és permetre que el vapor de zinc s’escapi a través de la pre-perforació o el rang . com es mostra a la figura següent, s’utilitza un làser de CO2 per a la soldadura, i un làser YAG a la part frontal del làser de CO2 s’utilitza per a la perforació o el ranura de ser retingut a la piscina fos i de formar defectes .
3.2 Soldadura làser de doble feix de l'aliatge d'alumini
A causa de les propietats úniques dels materials d'aliatge d'alumini, la soldadura làser té les dificultats següents: l'aliatge d'alumini té una taxa d'absorció baixa per al làser i la reflectivitat inicial de la superfície del feix làser de CO2 supera el 90%; Les soldadures làser d’alumini d’alumini són propenses a porus i esquerdes durant la soldadura; I hi ha una pèrdua d’elements d’aliatge durant la soldadura . Quan s’utilitza la soldadura làser de feix d’un sol feix, el forat de la clau és difícil de formar i és difícil de mantenir l’estabilitat . Quan s’utilitza la soldadura làser de doble feix La generació de porus i esquerdes de soldadura . perquè el procés de soldadura és més estable i es redueix la quantitat de saló, la formació de superfície de soldadura obtinguda per soldadura de doble feix d’alumini d’alumini també és significativament millor que la de feix únic . La figura següent mostra la morfologia de 3mm gruix feix làser de doble feix .
Els estudis han demostrat que quan la soldadura de 2 mm de gruix de 5000 sèries aliatge d'alumini, quan l'espai entre els dos feix Petit, el procés de soldadura és similar a la soldadura d’un sol feix i no és fàcil de ser estable; Si l’espai entre l’espai és massa gran, afectarà la penetració de la soldadura, tal com es mostra a la figura següent . A més, la proporció d’energia dels dos feixos també té un efecte significatiu en la qualitat de la soldadura . quan els dos feix Per millorar la qualitat de la soldadura i augmentar la zona de fusió. Fins i tot a una velocitat de soldadura més alta, es pot obtenir una soldadura suau i bonica.
3.3 Soldadura de doble feix de plaques de gruix desigual
En la producció industrial, sovint és necessari soldar dues o més plaques metàl·liques de diferents gruixos i formes junts per formar una placa empalmada ., especialment en la fabricació d'automòbils, l'aplicació de plaques empalmades és cada vegada més extensa .
Mitjançant plaques de soldadura de diferents especificacions, recobriments de superfície o propietats juntes, es pot millorar la força, es pot reduir el consum d’energia i es pot reduir el pes . Assemblea d’alta precisió . per a plaques de gruix desigual, la soldadura de doble feix es pot adaptar a les diferències en les llacunes de placa, les juntes de cul, els gruixos i materials relatius, i pot soldar plaques amb toleràncies de vora gran i bretxa, millorant així la velocitat de soldadura i la qualitat de la soldadura .
Els principals paràmetres de procés de soldadura de doble feix de plaques de gruix desigual es poden dividir en paràmetres de soldadura i paràmetres de placa, tal com es mostra a la figura . Els paràmetres de soldadura inclou Desviació . Els paràmetres de la placa inclouen la mida del material, el rendiment, el retall de la vora i el buit de la placa . La potència dels dos feixos làser es pot ajustar per separat segons diferents propòsits de soldadura .
Normalment, quan el focus es centra en la superfície de la placa fina, el procés de soldadura és estable i eficient . L’angle del capçal de soldadura se sol seleccionar a uns 6 graus . si el gruix de les dues plaques és gran, un angle de soldadura positiu es pot utilitzar Es pot utilitzar un angle de capçal de soldadura negatiu . La desviació de soldadura es defineix com la distància entre el focus làser i la vora de la placa gruixuda . Ajustant la desviació de soldadura, la concavitat de soldadura es pot reduir per obtenir una bona secció de soldadura .
Quan les plaques de soldadura amb grans llacunes, el diàmetre efectiu de calefacció del feix es pot augmentar girant l’angle de feix doble per aconseguir bones capacitats d’ompliment de bretxes . l’amplada de la part superior de la soldadura es determina pel diàmetre efectiu del diàmetre de les dues bigues làser, és a dir, per l’angle de rotació del feix Amplada superior de la soldad colpeja la placa gruixuda, escalfa el material fos i els feixos làser posteriors produeixen penetració . El primer feix làser a la part davantera només pot fondre parcialment la placa gruixuda, però contribueix molt al procés de soldadura perquè no només es fon articular, augmentant així la velocitat de soldadura . en soldadura de doble feix amb un angle de rotació negativa (el feix davant
En aquest moment, el làser del feix frontal necessita penetrar en la placa freda i la velocitat de soldadura és inferior a la de l’angle de rotació del feix positiu . alhora, a causa de l’efecte preescalfador del làser del feix davanter, el làser del feix posterior es fon Reduït . En comparació, l'angle de rotació del feix positiu pot augmentar adequadament la velocitat de soldadura, mentre que l'angle de rotació del feix negatiu pot aconseguir un millor efecte d'ompliment de bretxes . La figura següent mostra l'efecte dels diferents angles de rotació del feix a la secció de soldadura .
3.4 Soldadura làser de doble feix de plaques gruixudes
Amb la millora del nivell de potència làser i la qualitat del feix, la soldadura làser de placa gruixuda s’ha convertit en una realitat . Tanmateix, a causa de l’elevat cost dels làsers d’alta potència i la necessitat general del farcit de metalls en soldadura de plaques gruixudes, es sotmet a certes limitacions en la producció real {{2} feix, millora la capacitat de fusió del filferro de farciment, estabilitza el forat de la clau làser, millora l'estabilitat de soldadura i, per tant, millora la qualitat de la soldadura .
