1. Úvod
V moderní průmyslové výrobě se technologie laserového svařování s výhodou vysoké přesnosti a vysokou hustotou energie široce používá pro spojení různých materiálů ({0}}, ale při řešení materiálů s vysokou odrazivostí (jako je měď, hliníkový a jejich slitiny), se laserová svařování stává kvůli vysokému odrazivosti, které má mnoho dopadů na uvítání {{{{{{{{{{{{0}. In - hloubkové zkoumání mechanismu interakce mezi materiály s vysokou odrazivostí a laserovým svařovacím strojům je zásadní pro optimalizaci procesu svařování a zlepšení kvality svařování .
2. Charakteristiky vysokých - materiálů odrazivosti a jejich dopad na absorpci energie laserové energie
(2.1) Reflexní vlastnosti materiálů s vysokou odrazivostí
High - reflectivity materials (taking copper and aluminum as examples) have extremely high reflectivity for laser. In the infrared wavelength range (such as 1064nm) commonly used in laser welding, the reflectivity of aluminum can reach 80% - 90%, and the reflectivity of copper is even higher. This high - reflectivity characteristic makes it difficult for Laserová energie, která má být účinně absorbována materiály . Odráží se velké množství laserové energie, která nejen způsobuje energetický odpad, ale také může poškodit optické komponenty (jako je zaostřovací čočky, atd.
(2.2) Dopad absorpce energie na proces svařování
Vzhledem k obtížnosti v počáteční absorpci energie je nutná vyšší laserový výkon k zahájení procesu svařování, když svařování vysokorepcivity materiály . Nicméně nadměrně vysoká energie přinese nové problémy, jako je okamžitá odpařování materiálů, aby se vytvořily plasmové cloud .. Povrch a problémy, jako je nestabilní pronikání svařování a špatná tvorba svaru (jako je podříznutí, hrb, porozita a další vady) . Současně nestabilita absorpce energie také ztěžuje kontrolu tepelného vstupu během procesu svařování, což ovlivňuje mechanické vlastnosti svařovaného kloubu . . .
3. Klíčové problémy a projevy v laserovém svařování vysokoškolských materiálů
(3.1) Vady formace svaru
Problém porozity: During the welding of high - reflectivity materials, due to the instability of energy absorption, the melting and solidification processes of the materials are uneven, which easily makes it difficult for gases (such as moisture and air adsorbed on the material surface, or gases generated by metal vaporization during the welding process) to escape in time, forming porosities in the weld. Porosities will reduce the compactness and strength of the weld, ovlivňující kvalitu produktu .
Nekonzistentní šířka svaru a podříznutí: Kolísání laserové energie vede k nestabilitě oblasti tání materiálu a je obtížné ovládat šířku svaru rovnoměrně ., když je místní energie příliš vysoká, způsobí nadměrné tání svaru a vytvoří se podkopnou vadu, což oslabuje sílu svaru a snižuje útulnou výkonnost kloubu {{1}
(3.2) Špatná stabilita svařování
Reflexní charakteristiky materiálů s vysokou odrazivostí způsobují zpětnou vazbu energie v komplexu procesu svařování laserového svařování, což snadno způsobuje nestabilitu svařovacího procesu . Například odražené světlo může narušit režim oscilace laseru, což způsobuje kolísání v laserovém výstupním výkonu; nebo v důsledku dynamické změny cloudu v plazmě je interakce mezi laserem a materiálem nestabilní, což vede k problémům, jako je přerušení svařování a diskontinuální svary, které vážně ovlivňují produkční účinnost a konzistenci produktu .
4. Strategie pro řešení problémů s laserem s vysokou odrazivostí - materiály s vysokou odrazivostí
(4.1) Optimalizace laserových zařízení a procesů
Nastavení vlnové délky a režimu: Použijte laserové vlnové délky, které jsou vhodnější pro absorpci materiálů s vysokou odrazivostí, jako je zelené světlo (532nm) nebo modré světlo (450 nm) . Ve srovnání s infračerveným světlem je absorpční rychlost, která je podle plního mateřského režimu, jako je možné, jako je např. Laser, jako je např. Laser, jako je např. Laser, jako je lser, jako je např. Laser. s vysokou maximální silou a použijte efekt materiálu „ablační“ pod působením pulzu k zničení vrstvy vysoké odrazivosti na povrchu materiálu a zvýšení absorpce následné laserové energie .
Optimalizace parametrů výkonu a pulsu: Přiměřeně nastavte parametry, jako je napájení laseru, šířka pulsu a frekvence ., například pro svařování slitiny hliníku použijte vhodnou frekvenci pulzů, aby umožnila určitá doba chlazení materiálu během intervalu pulzu, aby se zabránilo nadměrné akumulaci plazmového cloudu; Upravte šířku impulsu pro kontrolu vstupu tepla a snižujte generování vad svařovacího svaru .
(4.2) Předpokládání materiálu a pomocná opatření
Předběžné ošetření povrchu: Provádějte procesy, jako je broušení a pískování na povrchu materiálů s vysokou odrazivostí, aby se odstranily vrstvu oxidu povrchu a olejové skvrny, snižují povrchovou odrazivost a současně zvyšují drsnost povrchu, která přispívá k absorpci laserové energie . může být také použita k aplikaci absorpční vrstvy na materiálu na nejprve v absorpci, přičemž v absorpci v absorpci je možné při prvním vhodnosti, přičemž v souladu se přiznává, přičemž se během horního prvního včtu přináší v přiměřené vhodnosti. Laserová energie a převádí ji na tepelnou energii, aby se materiál roztavil, a pak může být povlak odpařen nebo se účastnit metalurgické reakce během svařovacího procesu .
Aplikace pomocných plynů: Vyberte příslušné pomocné plyny (jako je argon, helium) . Na jedné straně může chránit svařování před oxidací; Na druhé straně může například účinně potlačit plazmatický cloud . Helium má vysokou ionizační energii, která může snížit tvorbu plazmy a zvýšit stabilně laserovou energii; Přiměřeně upravte průtok a úhel pomocného plynu a může také odfouknout rozstřik a plazmu generovanou během svařování, aby se zlepšilo svařovací prostředí .
(4.3) Monitorování a uzavřené časové monitorování - ovládání smyčky
Použijte zařízení, jako jsou kamery s vysokou rychlostí a fotodetektory, pro sledování informací, jako je tvar plazmového cloudu, tvorba svaru a odraz laserové energie v reálném čase během procesu svařování ., upravujte parametry, které upravují parametry a zajišťují rychlost monitorování přivírání a přivlékání přivírání a přivlastňování přivírání při přiznání a přivlastření a zaujatých přivírání při přistěhování a zaručuje přivírání při přiznání a přivírání přivlačení a přivlast Kvalita . Například, když je monitorováno, že cloud v plazmě je příliš silný na to, aby ovlivnil přenos laseru, automaticky snížil laserový výkon nebo upravil průtok pomocného plynu, aby se obnovila stabilita svařovacího procesu .
5. analýza případů - laserové svařování tenkých desek z hliníkové slitiny
Vezmeme -li svařování tenkých desek z hliníkové slitiny (tloušťka 1 mm) v elektronickém zařízení jako příkladu, zpočátku bylo použito infračervené laserové svařování . Vzhledem k vysoké odrazivosti materiálu se přivlékne velké množství pórství a arguritami a arguritami a arguritami a arguritami a arguritami se objevila a přijala se s předstíráním a arguritou a arguritou a arguritou se a argurizovala a přijala se a přijala se a přijala se a přijala se a přijala se a přijala se a přijala se s porózou a arguritami a arguritami a arguritami a arguritami a arguritami a arguritami a arguritami a arguritami a arguritami a argurtivoval. assistance, and the laser pulse parameters were optimized (pulse width 200μs, frequency 50Hz). After improvement, the weld formation was good, the porosity rate was reduced from the original 15% to below 3%, the weld strength met the product requirements, the welding stability was greatly improved, and the production efficiency was increased by about 20%.
6. Závěr
Charakteristiky vysoké odrazivosti materiálů s vysokou odrazivostí přinášejí mnoho výzev k svařovacímu účinku laserových svařovacích strojů, včetně problémů, jako je potíže s absorpcí energie, vady tvorby svaru a špatná stabilita svařování . Avšak optimalizací pečiva (ASUXIÁLNÍ PRETREATERASE a ANUXILIÁLNÍ PRETREACE a ANUXILIÁLNÍ PRETREATERAS A ANUXILIÁLNÍ PRETREATERA a ANUXILIÁLNÍ PRETREATERA a ASAXILIÁLNÍ PRETRETURES A ANUXILIÁLNÍ PRETURESS a ASAXILIÁLNÍ PRETURESS a ASAXILIÁLNÍ PRETREATERA. Pomocný plyn) a reálné - časové monitorování a uzavřené - strategie řízení smyčky, laserový svařovací účinek materiálů s vysokou odrazivostí může být účinně vylepšen .
S nepřetržitým vývojem laserové technologie, materiálové vědy a kontrolní technologie bude budoucí laserové svařování pro materiály s vysokou odrazivostí efektivnější a stabilnější, poskytující spolehlivější technickou podporu pro širokou aplikaci materiálů s vysokou odrazivostí v průmyslové výrobě a podpora vysoce kvalitního rozvoje polí, jako je Aerospace, elektronické informace, a nová energie . .
-- Rayther Laser Jack Sun --