Svařování je proces spojování dvou nebo více kovů pomocí tepla. Svařování obvykle zahrnuje zahřátí materiálu na bod tání, takže se základní kov roztaví a vyplní mezery mezi spoji, čímž se vytvoří pevný spoj. Laserové svařování je metoda spojování, která využívá laser jako zdroj tepla.
Vezměte si jako příklad čtvercovou baterii: jádro baterie je spojeno laserem prostřednictvím několika částí. Během celého procesu laserového svařování jsou tři faktory, kterými se toto odvětví zabývá nejvíce, pevnost spoje materiálu, efektivita výroby a míra vad. Pevnost spoje materiálu se může projevit metalografickou hloubkou a šířkou průniku (úzce souvisí se zdrojem laserového světla); efektivita výroby souvisí hlavně se zpracovatelskou schopností zdroje laserového světla; míra vad souvisí hlavně s výběrem zdroje laserového světla; proto tento článek pojednává o běžně dostupných zdrojích na trhu. Provádí se jednoduché srovnání několika zdrojů laserového světla s cílem pomoci kolegům vývojářům procesů.
Protoželaserové svařováníV podstatě se jedná o proces přeměny světla na teplo, který zahrnuje několik klíčových parametrů: kvalitu paprsku (BBP, M2, úhel divergence), hustotu energie, průměr jádra, formu rozložení energie, adaptivní svařovací hlava, zpracování. Pro analýzu a porovnání zdrojů laserového světla z těchto směrů se používají hlavně procesní okna a zpracovatelné materiály.
Porovnání jednomódového a vícemódového laseru
Definice jednoho a vícemodového režimu:
Jednomódový režim označuje jednoduchý rozložení laserové energie ve dvourozměrné rovině, zatímco vícemódový režim označuje prostorový rozložení energie vytvořený superpozicí více rozložení. Obecně lze k posouzení, zda je výstup vláknového laseru jednomódový nebo vícemódový, použít faktor kvality paprsku M2: M2 menší než 1,3 je čistě jednomódový laser, M2 mezi 1,3 a 2,0 je kvazi-jednomódový laser (s několika režimy) a M2 větší než 2,0 je určen pro vícemódové lasery.
Protoželaserové svařováníV podstatě se jedná o proces přeměny světla na teplo, který zahrnuje několik klíčových parametrů: kvalitu paprsku (BBP, M2, úhel divergence), hustotu energie, průměr jádra, formu rozložení energie, adaptivní svařovací hlava, zpracování. Pro analýzu a porovnání zdrojů laserového světla z těchto směrů se používají hlavně procesní okna a zpracovatelné materiály.
Porovnání jednomódového a vícemódového laseru
Definice jednoho a vícemodového režimu:
Jednomódový režim označuje jednoduchý rozložení laserové energie ve dvourozměrné rovině, zatímco vícemódový režim označuje prostorový rozložení energie vytvořený superpozicí více rozložení. Obecně lze k posouzení, zda je výstup vláknového laseru jednomódový nebo vícemódový, použít faktor kvality paprsku M2: M2 menší než 1,3 je čistě jednomódový laser, M2 mezi 1,3 a 2,0 je kvazi-jednomódový laser (s několika režimy) a M2 větší než 2,0 je určen pro vícemódové lasery.
Jak je znázorněno na obrázku: Obrázek b znázorňuje rozložení energie jednoho základního módu a rozložení energie v libovolném směru procházejícím středem kružnice má tvar Gaussovy křivky. Obrázek a znázorňuje vícemódové rozložení energie, což je prostorové rozložení energie vytvořené superpozicí více jednotlivých laserových módů. Výsledkem vícemódové superpozice je křivka s plochým vrcholem.
Běžné jednomódové lasery: IPG YLR-2000-SM, SM je zkratka pro Single Mode. Výpočty používají kolimované ohnisko 150-250 pro výpočet velikosti ohniskové skvrny, hustota energie je 2000 W a hustota ohniskové energie se používá pro srovnání.
Porovnání jednomódového a vícemódového režimulaserové svařováníúčinky
Jednomódový laser: malý průměr jádra, vysoká hustota energie, silná penetrační schopnost, malá tepelně ovlivněná zóna, podobná ostrému noži, vhodný zejména pro svařování tenkých plechů a vysokorychlostní svařování a lze jej použít s galvanometry pro zpracování drobných dílů a vysoce reflexních dílů (extrémně reflexní díly) (uši, spojky atd.), jak je znázorněno na obrázku výše. Jednomódový laser má menší klíčovou díru a omezený objem vnitřní vysokotlaké kovové páry, takže obecně nemá vady, jako jsou vnitřní póry. Při nízkých rychlostech je vzhled drsný bez foukání ochranného vzduchu. Při vysokých rychlostech je ochrana přidaná. Kvalita zpracování plynu je dobrá, účinnost vysoká, svary hladké a ploché a míra kluzu vysoká. Je vhodný pro vrstvené svařování a penetrační svařování.
Vícerežimový laser: Velký průměr jádra, mírně nižší hustota energie než u jednomódového laseru, tupý nůž, větší klíčová díra, silnější kovová konstrukce, menší poměr hloubky k šířce a při stejném výkonu je hloubka průniku o 30 % nižší než u jednomódového laseru, takže je vhodný pro použití při tupých svarech a zpracování tlustých plechů s velkými montážními mezerami.
Kompozitní prstencový laserový kontrast
Hybridní svařování: Polovodičový laserový paprsek s vlnovou délkou 915 nm a vláknový laserový paprsek s vlnovou délkou 1070 nm jsou kombinovány ve stejné svařovací hlavě. Dva laserové paprsky jsou koaxiálně rozloženy a ohniskové roviny obou laserových paprsků lze flexibilně nastavit, takže výrobek má jak polovodičové, tak i...laserové svařováníschopnosti po svařování. Efekt je jasný a má hloubku vláknalaserové svařování.
Polovodiče často používají velký světelný bod o velikosti více než 400 μm, který je zodpovědný hlavně za předehřátí materiálu, roztavení povrchu materiálu a zvýšení absorpční rychlosti vláknového laseru materiálem (absorpční rychlost laseru materiálem se zvyšuje s rostoucí teplotou).
Kruhový laser: Dva vláknové laserové moduly emitují laserové světlo, které je přenášeno na povrch materiálu prostřednictvím kompozitního optického vlákna (kruhové optické vlákno uvnitř válcového optického vlákna).
Dva laserové paprsky s prstencovým bodem: vnější kroužek je zodpovědný za rozšíření otvoru klíčové dírky a tavení materiálu a vnitřní prstencový laser je zodpovědný za hloubku průniku, což umožňuje svařování s ultranízkým rozstřikem. Průměry jádra vnitřního a vnějšího prstencového laseru lze libovolně přizpůsobit a průměr jádra lze libovolně přizpůsobit. Procesní okno je flexibilnější než u jednoho laserového paprsku.
Porovnání účinků kompozitního kruhového svařování
Protože hybridní svařování je kombinací svařování tepelnou vodivostí polovodičů a svařování hlubokým průvarem optickými vlákny, je průvar vnějšího kroužku mělčí, metalografická struktura je ostřejší a štíhlejší; zároveň má tepelnou vodivost, roztavená lázeň má malé výkyvy, velký rozsah a je stabilnější, což se odráží v hladším vzhledu.
Protože prstencový laser je kombinací hlubokého průvaru a svařování hlubokým průnikem, může vnější prstenec také vytvořit hloubku průniku, což může efektivně rozšířit otvor klíčové dírky. Stejný výkon má větší hloubku průniku a silnější metalografii, ale zároveň je stabilita roztavené lázně o něco menší než u kompozitního svařování. Kolísání polovodičového optického vlákna je o něco větší než u kompozitního svařování a drsnost je relativně velká.
Čas zveřejnění: 20. října 2023
