1. Primeri uporabe
1) Spajalna plošča
V šestdesetih letih prejšnjega stoletja je podjetje Toyota Motor Company prvič uvedlo tehnologijo varjenja po meri. Gre za povezavo dveh ali več plošč z varjenjem in nato žigosanjem. Te plošče imajo lahko različne debeline, materiale in lastnosti. Zaradi vse višjih zahtev glede zmogljivosti in funkcij avtomobilov, kot so varčevanje z energijo, varstvo okolja, varnost vožnje itd., je tehnologija varjenja po meri pritegnila vse več pozornosti. Varjenje plošč lahko uporablja točkovno varjenje, bliskovno varjenje,lasersko varjenje, varjenje z vodikovim oblokom itd. Trenutno,lasersko varjenjese uporablja predvsem v tujih raziskavah in proizvodnji po meri varjenih surovcev.
S primerjavo rezultatov preskusa in izračuna se rezultati dobro ujemajo, kar potrjuje pravilnost modela vira toplote. Izračunana je bila širina varjenega šiva pri različnih procesnih parametrih in postopoma optimizirana. Nazadnje je bilo sprejeto razmerje energije žarka 2:1, dvojna žarka sta bila razporejena vzporedno, velik energijski žarek je bil nameščen na sredini varjenega šiva, majhen energijski žarek pa na debeli plošči. To lahko učinkovito zmanjša širino varja. Ko sta žarka razporejena pod kotom 45 stopinj drug od drugega, žarek deluje na debelo oziroma tanko ploščo. Zaradi zmanjšanja efektivnega premera grelnega žarka se zmanjša tudi širina varja.
2) Aluminijasto jeklo, različne kovine
Trenutna študija prinaša naslednje zaključke: (1) Z naraščanjem razmerja energije žarka se debelina intermetalne spojine na istem območju stika med varom in aluminijevo zlitino postopoma zmanjšuje, porazdelitev pa postane bolj enakomerna. Pri RS=2 je debelina vmesne plasti IMC med 5 in 10 mikroni. Največja dolžina prostega "igličastega" IMC je med 23 mikroni. Pri RS=0,67 je debelina vmesne plasti IMC manjša od 5 mikronov, največja dolžina prostega "igličastega" IMC pa je 5,6 mikrona. Debelina intermetalne spojine se znatno zmanjša.
(2)Pri varjenju z vzporednim dvojnim laserjem je intermetalna spojina (IMC) na stičišču var/aluminijeva zlitina bolj neenakomerna. Debelina plasti IMC na stičišču var/aluminijeva zlitina v bližini stičišča jeklo/aluminijeva zlitina je debelejša, z največjo debelino 23,7 mikronov. Ko se razmerje energije žarka povečuje, je pri RS=1,50 debelina plasti IMC na stičišču var/aluminijeva zlitina še vedno večja od debeline intermetalne spojine na istem območju serijskega dvojnega žarka.
3. Spoj v obliki črke T iz aluminijeve in litijeve zlitine
Glede mehanskih lastnosti lasersko varjenih spojev aluminijeve zlitine 2A97 so raziskovalci preučevali mikrotrdoto, natezne lastnosti in utrujenostne lastnosti. Rezultati preskusov kažejo, da: je varilno območje lasersko varjenega spoja aluminijeve zlitine 2A97-T3/T4 močno zmehčano. Koeficient je okoli 0,6, kar je povezano predvsem z raztapljanjem in posledičnimi težavami pri izločanju ojačevalne faze; koeficient trdnosti spoja aluminijeve zlitine 2A97-T4, varjenega z vlaknenim laserjem IPGYLR-6000, lahko doseže 0,8, vendar je plastičnost nizka, medtem ko je vlaknena zlitina IPGYLS-4000 ...lasersko varjenjeKoeficient trdnosti lasersko varjenih spojev iz aluminijeve zlitine 2A97-T3 je približno 0,6; napake v porah so vzrok utrujenostnih razpok v lasersko varjenih spojih iz aluminijeve zlitine 2A97-T3.
V sinhronem načinu je FZ glede na različne kristalne morfologije sestavljen predvsem iz stebrastih kristalov in enakoosnih kristalov. Stebrasti kristali imajo epitaksialno EQZ rastno orientacijo, njihove smeri rasti pa so pravokotne na talilno linijo. To je zato, ker je površina EQZ zrna že pripravljen nukleacijski delec in je odvajanje toplote v tej smeri najhitrejše. Zato primarna kristalografska os navpične talilne linije prednostno raste, stranice pa so omejene. Ko stebrasti kristali rastejo proti središču zvara, se strukturna morfologija spreminja in nastajajo stebrasti dendriti. V središču zvara je temperatura staljene talilne tekočine visoka, hitrost odvajanja toplote je v vseh smereh enaka, zrna pa rastejo enakoosno v vseh smereh in tvorijo enakoosne dendrite. Ko je primarna kristalografska os enakoosnih dendritov natančno tangencialna na ravnino vzorca, lahko v metalografski fazi opazimo očitna zrna, podobna cvetu. Poleg tega se v območju varjenja sinhronega spoja v obliki črke T običajno zaradi podhlajanja lokalnih komponent v varilnem območju pojavijo enakoosni drobnozrnati pasovi, morfologija zrn v enakoosnem drobnozrnatem pasu pa se razlikuje od morfologije zrn EQZ. Videz je enak. Ker se postopek segrevanja heterogenega spoja TSTB-LW razlikuje od postopka segrevanja sinhronega spoja TSTB-LW, obstajajo očitne razlike v makromorfologiji in morfologiji mikrostrukture. Heterogeni spoj v obliki črke T TSTB-LW je doživel dva toplotna cikla, kar kaže na dvojne značilnosti taline. Znotraj varjenja je očitna sekundarna talilna linija, talina, ki nastane pri toplotno prevodnem varjenju, pa je majhna. Pri heterogenem postopku TSTB-LW na globoko penetracijski var vpliva postopek segrevanja toplotno prevodnega varjenja. Stebričasti dendriti in enakoosni dendriti blizu sekundarne talilne linije imajo manj meja podzrna in se preoblikujejo v stebričaste ali celične kristale, kar kaže na to, da ima postopek segrevanja toplotno prevodnega varjenja učinek toplotne obdelave na globoko penetracijske vare. Velikost zrn dendritov v središču toplotno prevodnega zvara je 2–5 mikronov, kar je veliko manjše od velikosti zrn dendritov v središču globoko prebodenega zvara (5–10 mikronov). To je povezano predvsem z maksimalnim segrevanjem zvarov na obeh straneh. Temperatura je povezana s hitrostjo nadaljnjega ohlajanja.
3) Princip varjenja prašnih oblog z dvojnim laserskim žarkom
4)Visoka trdnost spajkanja
V poskusu varjenja z dvojnim laserskim nanašanjem prahu je doseg laserja in podlage večji kot pri varjenju z enojnim laserskim nanašanjem prahu, ker sta oba laserska žarka razporejena drug ob drugem na obeh straneh mostične žice, nastali spajkani spoji pa so navpični glede na mostično žico. Smer žice je relativno podolgovata. Slika 3.6 prikazuje spajkane spoje, pridobljene z varjenjem z enojnim in dvojnim laserskim nanašanjem prahu. Med postopkom varjenja je odvisno, ali gre za dvožarkovno...lasersko varjenjemetoda ali enojni žareklasersko varjenjePri tej metodi se na osnovnem materialu s toplotnim prevajanjem tvori določena talina. Na ta način lahko staljena kovina osnovnega materiala v talini tvori metalurško vez s staljenim prahom samoraztapljujoče se zlitine, s čimer se doseže varjenje. Pri uporabi dvožarkovnega laserja za varjenje je interakcija med laserskim žarkom in osnovnim materialom interakcija med delovnima območjema obeh laserskih žarkov, torej interakcija med obema talinama, ki ju laser tvori na materialu. Na ta način je nastalo novo taljenje večje kot pri enožarkovnem laserju.lasersko varjenje, tako da spajkalne spoje, pridobljene z dvojnim žarkomlasersko varjenjeso močnejši od enojnih nosilcevlasersko varjenje.
2. Visoka spajkljivost in ponovljivost
V enojnem žarkulasersko varjenjeeksperiment, ker središče fokusirane točke laserja neposredno deluje na mikromostično žico, ima mostična žica zelo visoke zahteve zalasersko varjenjeprocesni parametri, kot sta neenakomerna porazdelitev gostote laserske energije in neenakomerna debelina zlitinskega prahu. To bo povzročilo prelom žice med varjenjem in celo neposredno povzročilo uparjanje mostične žice. Pri metodi varjenja z dvojnim laserskim žarkom se stroge zahteve za parametre laserskega varjenja mostičnih žic zmanjšajo, saj fokusirana središča točk obeh laserskih žarkov ne delujejo neposredno na mikromostične žice, varivost in ponovljivost pa se močno izboljšata.
Čas objave: 17. oktober 2023
