Zakaj potrebujemo lasersko varjenje z žico?

V primerjavi s tradicionalnimi metodami varjenja,lasersko varjenjeima pomembne prednosti – nizek vnos toplote, visoka hitrost varjenja, majhno območje vpliva toplote,

V zadnjih letih se lasersko varjenje pogosto uporablja v avtomobilski industriji, ladjedelništvu, jedrski energetiki in vesoljski industriji.

Letalska industrija in druge visokotehnološke industrije se vse bolj uporabljajo, z zmanjšanjem stroškov celotnih kompletov opreme pa tudi v vsakodnevnih dobavah strojne opreme.

In druge življenjske aplikacije so začele hitro rasti. Hkrati pa ima enojno lasersko varjenje tudi določene pomanjkljivosti,

Ne more zadovoljiti vedno bolj raznolikih potreb: prvič, zahteve glede enojnega laserskega varjenja na varilni režo so zelo stroge,

Običajno je potrebna reža < 0,2 mm, sicer je težko doseči dobro povezavo; drugič,enojno lasersko varjenjeje zelo občutljiv na razpoke pri varjenju

Zelo enostavno je povzročiti razpoke v zvaru, sestave zvara pa ni mogoče prilagoditi za nadzor nastajanja razpok; Tretjič, enojni

Lasersko varjenje zahteva ultra močne laserje pri varjenju plošč velike debeline, njegova sposobnost prodiranja pa je v celoti odvisna od moči laserja.

In kakovosti varjenja ni mogoče v celoti zagotoviti.

Da bi zadostili potrebam razvoja različnih industrij, so bile izboljšane tudi metode laserskega varjenja in razvit je bil ustrezen razvoj, kot je ta članek.

Opisano je varjenje z laserskim polnilnim žico in druge metode varjenja. Varjenje z laserskim polnilnim žico je razvito na osnovi enojnega laserskega varjenja,

V primerjavi z enojnim laserskim varjenjem ima očitne prednosti:

①Znatno zmanjšajte zahteve glede montaže obdelovanca, ker se varilni postopek doda varilni žici, se kovina zvarne kadi močno poveča in jo je mogoče premostiti.

Povežite se z večjo varilno režo, hkrati pa naredite var bolj poln;

Mikrostrukturne lastnosti varjenega območja je mogoče nadzorovati, ker se sestava varilne žice razlikuje od sestave osnovnega materiala varjenega spoja.

Ko se žica zlije v varilno talino, je mogoče prilagoditi kakovost, sestavo in delež varilne taline, da se nadzoruje proces strjevanja in nastanek mikrostrukture.

(3) Vhodna energija v linijo je majhna, območje vpliva toplote in toplotna deformacija sta majhni, kar je zelo ugodno za varjenje obdelovanca s strogimi zahtevami glede deformacije;

4lahko doseže manjše lasersko varjenje debelejših materialov, ker se varilni postopek doda varilna žica, je mogoče doseči večkratno varjenje in

Kovina varilne kadi se bo znatno povečala, tako da se bo mogoče odpreti zvarni spoj in zmanjšati dejansko velikost varjenega spoja.

Lasersko varjenje debeline in nato uresničitev večkanalnega laserskega žično varjenja debelega ploščnega materiala.

Razlika med varjenjem z lasersko žico in varjenjem z lasersko žico

Oblika varjenja z laserskim polnilom z žico je prikazana na sliki 1 in se razlikuje od spajkanja z laserskim polnilom z žico, prikazanega na sliki 2. Osnovni elementi obeh metod varjenja so

Dosledno, sestavljeni so iz laserskega žarka, varilne žice, varilnih delov, zaščitnega plina glede na dejanske potrebe, da se odločijo, ali bodo dodali, vključeni

Glavna oprema so stroj za dovajanje žice, varilni stroj, varilna glava z mehko pištolo za polnjenje žice, varilna glava in visokozmogljivi laser.

Slika 1 Varjenje z lasersko fuzijo žice

Slika 2 Spajkanje z lasersko žico

Čeprav v zunanji obliki obeh varilnih metod v osnovi ni razlike, obstaja bistvena razlika. Pri varjenju z lasersko žico,

Laser običajno uporablja visokozmogljiv vlakenski laser, kot je prikazano na sliki 3, laser ne potrebuje le varilne žice, temveč mora tudi stopiti osnovno kovino in v

Poseben luknjasti učinek laserskega varjenja z globoko penetracijo se oblikuje na osnovni kovini, tvori globoko talilno kopel, sestava varilne žice pa se popolnoma pomeša s kovinsko sestavo osnovne kovine.

Nastane nova hibridna staljena lokva, katere elementarna sestava, delež in kakovost so večji kot pri varilni žici in osnovnem materialu.

Zato se lahko v postopek varjenja doda ustrezna varilna žica glede na pomanjkljivosti v delovanju samega osnovnega materiala, da se izboljša učinkovitost varjenja.

Na ravni pogleda so namensko izboljšani odpornost proti razpokam, odpornost proti utrujanju, odpornost proti koroziji, odpornost proti obrabi in drugi vidiki zvara.

Poleg tega je lahko lasersko varjenje z žico večkanalno zloženo varjenje, saj lahko doseže varjenje z globoko penetracijo z učinkom majhnih lukenj, kar je mogoče doseči

Popolno zlitje spodnjih dveh plasti zvarne kroglice preprečuje resne napake zaradi nezlitja, tako da je mogoče variti spoje velike debeline.

Kdajlaserska žicaPri spajkanju laser običajno uporablja visokozmogljiv polprevodniški laser, kot je prikazano na sliki 4

Na varilno žico bo na varilni spoj delovala le zelo majhna količina laserja, ki bo stopila majhno količino kovine na površini varilnega spoja, talina pa se bo zaradi taljenja skoraj stopila.

Varilna žica je oblikovana, zato je učinkovitost varjenja odvisna predvsem od elementarne sestave in razmerja varilne žice ter staljene varilne žice na varu.

Glavni namen laserskega spajkanja z žico je doseči določeno trdnost zvarnega spoja.

Tesnjenje in lasersko spajkanje nista večkanalno zložena, zgornji in spodnji dve plasti zvara v bistvu ne moreta biti trdni.

Zdaj, ko je spoj popolnoma in učinkovito spojen, so mehanske lastnosti zelo slabe.

Področje uporabe laserskega varjenja z žico

Z razvojem tehnologije varjenja z lasersko žico in povečanjem omejitve moči laserja se je razširilo področje uporabelasersko varjenje z žico za polnjenje

Vedno bolj obsežno, predvsem v naslednjih vidikih:

Lasersko varjenje aluminijeve zlitine z žico

Na splošno velja, da je aluminijeva zlitina varjena z laserjem, ker ima sama po sebi visoko odbojnost laserja in visoko toplotno prevodnost.

Ko je potrebna velika moč laserja, bo to povzročilo resno izhlapevanje in izgubo zaradi gorenja elementov z nizkim vreliščem v aluminijevih zlitinah (kot so Mg, Zn itd.).

Hkrati nizka površinska napetost staljene kovine v bazenu vpliva na lastnosti strjevanja zvara, kar vodi do obstoja laserskega varjenja aluminijevih zlitin.

Številne težave – slabe mehanske lastnosti zvarnih spojev, slabo oblikovanje zvara, poroznost in razpoke so resne. Namesto tega se za polnjenje žice uporablja laser.

Varjenje aluminijevih zlitin bo znatno izboljšalo te težave:

①Lasersko varjenje z žico lahko izboljša vdolbino varjene površine in učinkovito izboljša varjenjeVrsta in brizganje varilnega procesa je majhno;

2Dodatek varilne žice ne vpliva le na kristalno orientacijo valjastih kristalov v varu, temveč ga tudi razredči.Kristalni vmesnik, ki ga ustvari relativna rast jedrnega stebrastega kristala, izboljša oblikovanje zvara in tudi hitrost absorpcije materiala v laser.

Z naraščanjem širine taljenja se mikrotrdota nekoliko zmanjša, natezna trdnost in raztezek spoja pa bosta pri optimiziranih procesnih parametrih znatna.

Izboljšanje; (3) Varjenje z ustreznimi procesnimi parametri lahko doseže brez očitnih notranjih napak, mikrotrdoto HV60 ali več in spojno HAZ

V območju ni očitnega mehčanja zvarnega spoja, zlom pa je med nateznim preskusom v območju osnovnega materiala.

Lasersko varjenje različnih kovin z žico

Za nekatera zahtevna delovna okolja ali zaradi stroškovnih vidikov je pogosto potrebno imeti več vidikov obdelovanca hkrati.

Posebne lastnosti, kot so odpornost proti koroziji, visoka specifična trdnost, toplotna odpornost, odpornost proti obrabi, visoka prevodnost, dobro odvajanje toplote itd., vendar velika večina

Kovinski materiali ne morejo imeti hkrati več izrazitejših posebnih lastnosti, kovinski materiali s posebnimi lastnostmi pa so pogosto

Redki in dragi, jih ni mogoče uporabljati v velikih količinah, zato če lahko izdelate različne materiale s posebnimi lastnostmi za doseganje učinkovite povezave, potem

Lahko izpolnjuje zahteve uporabe. Razlika v fizikalnih in kemijskih lastnostih različnih kovinskih materialov je na splošno velika, kar je neizogibno pri varjenju.

Zaradi nastanka intermetalnih spojin, ki močno vplivajo na delovanje zvarnih spojev, je var zelo enostavno izdelati zaradi krhkih intermetalnih spojin.

Zelo težko je neposredno uporabiti en sam laser za varjenje različnih kovinskih spojev, stabilnost procesa pa je težko nadzorovati.

Težave pri reprodukciji. Veliko število znanstvenikov in strokovnjakov je ugotovilo, da je lasersko varjenje z žico relativno dobro za varjenje različnih kovin in da je izbira ustrezna.

Polnilna žica lahko do določene mere zavira nastanek intermetalnih spojin in močno izboljša mehaniko varjenih spojev.

Zmogljivost:

①Mg/Cu prekrivajoči spoj, varjen z laserskim varjenjem z žico za polnjenje, se lahko dobro oblikuje pri ustreznih procesnih parametrih.Največja strižna trdnost spojev različnih kovin z določeno trdnostjo lahko doseže 164,2 MPa, kar je 64 % osnovne kovine magnezijeve zlitine.

2 Proučuje se varjenje prekrivajočega in sočelnega spoja Al/Ti, rezultati pa kažejo, da je postopek varjenja stabilen in oblikovan pri uporabi pravokotne svetlobne točke.Lepa, širok razpon procesnih parametrov, visoka kakovost zvara, njegova največja natezna trdnost doseže 94 % osnovne kovine aluminijeve zlitine;Izboljšajte oblikovanje zvarov.Pri obdelovancih, ki so namenjeni ležajem, se v primeru porušitve zvara efektivna debelina zmanjša, mehanske lastnosti pa se zmanjšajo, če se zvar ugrizne.

To bo povzročilo koncentracijo napetosti na robu zvara in zmanjšale mehanske lastnosti. Pri obdelovancu z zahtevami glede videza, če se zvar zruši

Zatikanje ali grizenje roba lahko povzroči resen vizualni vpliv in je nesprejemljivo. Da bi bil var poln, se uporablja lasersko žično varjenje.

To je zelo dobra metoda, saj se varilna žica zlije s staljeno vodo, kar lahko učinkovito poveča volumen staljene vode in zagotovi, da je varjenje polno.

Napaka roba ugriza.

Za obdelovanec z veliko režo med spoji (običajno≥0,3 mm), enojno lasersko varjenje je težko doseči učinkovito povezavo in ga je mogoče le zapolniti

Dodaten material lahko zapolni varilno režo, zato je lasersko varjenje z žico zelo učinkovita rešitev.

Varjenje kotov z ozkimi režami

Varjenje z ozko režo in polnilno žico z laserjem lahko doseže učinkovito varjenje srednje debelih in debelih plošč z uporabo majhnih in srednje močnih laserjev, ne le z dodajanjem varjenja

Žica za spreminjanje sestave in strukture zvarne kovine, izboljšanje celotne učinkovitosti varjenega spoja, pa tudi izboljšanje naklona enojnega laserskega varjenja

Prilagodljivost in toleranca napak ustne odprtine ter toplotno prizadeto območje zvara sta ozki, napetost varjenega spoja pa je tudi majhna, kar ima odlično delovno sposobnost.

Zato so v zadnjih letih številni strokovnjaki in znanstveniki izvedli ustrezne raziskave na to temo:

①Uporaba večkanalnega laserskega polnjenja z ozko režoMetoda varjenja varjene 40 mm debele jeklene plošče Q345D Marine, rezultati kažejo, da lahko ustrezni parametri varilnega postopka dosežejo dobro obliko,

Varjeni spoj brez poroznosti, brez napak, kot je netaljenje, udarna žilavost varilnega središča je dobra, natezna trdnost zvara pa je višja od osnovnega materiala;

250 mm debelo rotorsko jeklo je bilo varjeno z večpasovnim varjenjem z ozko režo in laserskim polnjenjem žice, rezultati pa so pokazali, da so bili parametri varilnega procesa ustrezni.

Lahko se dobro oblikuje, brez napak, kot je nefuzija stranskih sten, udarna žilavost spoja se zmanjša, vendar je njegova natezna trdnost višja kot pri materinem spoju.

Les;3Proučujemo varjenje z ozko režo z lasersko žico za polnjenje 20 mm debele aluminijeve zlitine 5083, rezultati pa kažejo, da so ustrezni parametri varilnega procesa...

Dobiti je mogoče varjeni spoj z manj porami in brez napak, kot je netaljenje.

Primeri uporabe ter priporočila za opremo in procesne parametre

1. Primeri uporabe

Izboljšajte oblikovanje zvarov

Zahteve: varjenje nerjavečega jekla debeline 1 mm in 3 mm, varilni šiv ne sme imeti poroznosti in mora biti dober v oblikovanju.

Oprema: RFL-C4000 (premer vlaknenega jedra 200μm), podajalnik žice, varilna glava.

Tabela 5 Priporočilo za obliko in velikost utora

Rezultati: Oblikovanje je bilo dobro in zvar ni imel poroznosti, kot je prikazano na sliki 5.

Slika 5 Oblikovanje zvara in morfologija prečnega prereza

Večprehodno varjenje z ozko režo in laserskim polnjenjem žice

Zahteve: 18 mm debela varjena jeklena plošča Q345 Marine, ki zahteva manj varilnih lukenj, brez nefuzije, natezna trdnost spoja

Trdnost je višja od osnovnega materiala, oblikovanje zvara pa je boljše.

Oprema: RFL-C6000 (premer vlaknenega jedra 400μm), podajalnik žice, varilna glava.

Parametri procesa: varilni prehod mora biti poševen, velikost poševnine je prikazana na sliki 6, drugi parametri varilnega procesa pa so prikazani v tabeli 2.

Slika 6 Velikost utora

Rezultati: Oblikovanje je bilo dobro, ni bilo netaljenja in zvar v bistvu ni imel poroznosti, kot je prikazano na sliki 7, in izveden je bil natezni preizkus.

Dokazano je, da se zvar v osnovnem materialu prelomi, kar kaže na to, da je natezna trdnost spoja višja od trdnosti osnovnega materiala.

SLIKA 7 Metalografski diagram prečnega prereza zvara

2. Predlog za opremo in procesne parametre

Izboljšajte oblikovanje in kakovost zvarov

Za lasersko varjenje običajnih materialov z rotacijskim spojem je za izboljšanje tvorbe zvara na splošno priporočljivo, da je premer laserskega in vlaknenega jedra,

Varilna glava mora biti konfigurirana tako, da je premer fokusne točke med 0,4 mm in 0,6 mm, varilna žica pa mora biti izbrana z ustrezno kakovostjo.

Drugi varilni parametri so prikazani v tabeli 2 in tabeli 3.

Večprehodno varjenje z ozko režo in laserskim polnjenjem žice

Za večpasovno varjenje srednje debelih plošč z ozko režo in polnilno lasersko žico je na splošno priporočljivo, da je premer fokusne točke 0,6 mm ~ 1,0 mm.

In varilna žica mora biti ustreznega razreda, poleg tega pa mora biti velikost utora sklepa razumne zasnove, velikost utora ne sme biti prevelika,

V nasprotnem primeru lahko pride do neraztapljanja znotraj zvara, splošna priporočena velikost utora pa je prikazana v tabeli 5; število zvarnih utorov mora temeljiti na največji širini spoja.

Za določitev velike debeline je priporočljivo, da se pri prvem spodnjem varjenju uporabi največja varilna zmogljivost opreme, po vsaki globini enega

Na splošno 3 mm ~ 5 mm; Kar zadeva parametre varilnega postopka, ki se uporabljajo za vsako perlo, se je treba zanašati na zahtevano globino varjenja in kdaj

Določena je širina sprednjega varilnega prehoda. Če je širina varilnega prehoda večja, je treba stopnjo defokusiranja zmerno povečati, da se prepreči nevezovanje stranske stene.