Asembliya ng Pagwelding
1. Pagitan ng Pag-assemble at Pag-iwas sa Pagkakapantay-pantay
Ang kalidad ng pag-assemble ay mahalaga upang matiyak ang kalidad ng hinang. Ang labis na mga puwang sa pag-assemble o maling pagkakahanay ay madaling magdulot ng mga depekto tulad ng burn-through, mahinang pagbuo ng weld, at hindi kumpletong pagtagos. Ang puwang sa pag-assemble para sa mga fillet at butt joint ay dapat na kasingliit hangga't maaari. Nakalista sa Talahanayan 8-2 ang mga kinakailangan para sa mga puwang at maling pagkakahanay sa handheld laser autogenous welding.
Upang matiyak ang mga sukat ng workpiece, mabawasan ang deformation, at maiwasan ang hindi pagkakahanay ng lugar na iwewelding dahil sa torsional deformation habang hinang, karaniwang kinakailangan ang tack welding bago ang hinang. Ang parehong paraan ng proseso gaya ng formal welding ay ginagamit para sa assembly tack welding. Ang haba ng mga tack weld ay 20–30mm, at ang mga kinakailangan sa kalidad para sa mga tack weld (hal., lalim at lapad ng penetration) ay mas mababa kaysa sa mga para sa formal welding. Ang mas mabilis na travel speed ay karaniwang ginagamit para sa tack welding kaysa sa formal welding. Sa prinsipyo ng pagtiyak ng maaasahang koneksyon ng mga tack weld, ang mga tack weld ay dapat na patag, mahaba, at manipis, at hindi dapat masyadong malaki, malapad, o mataas. Ang mga tack weld ay nangangailangan din ng sapat na proteksyon upang maiwasan ang oksihenasyon.
3. Mga Fixture at Clamp
Ang laser welding ay kadalasang ginagamit para samanipis na plate na hinangSa thin-plate welding, ang welding ay karaniwang ginagawa sa harap na bahagi ng workpiece, na may sapat na pagkatunaw sa likod na bahagi upang makamit ang isang maayos na nabuo na back weld. Para sa pagpili ng parameter: ang mababang init na pumapasok ay maaaring magdulot ng hindi kumpletong pagsasanib sa likod; ang mataas na init na pumapasok, habang tinitiyak ang buong pagtagos sa likod, ay maaaring humantong sa burn-through dahil sa gravity ng tinunaw na metal o hindi proporsyonal na lapad ng pagkatunaw kumpara sa kapal ng workpiece. Upang maiwasan ang burn-through, kung pinapayagan ng workpiece ang pag-clamping, dapat gumamit ng mga fixture upang i-clamp ang workpiece habang nagwe-welding ng thin-plate—pinipindot ang harap na bahagi at naglalagay ng copper o stainless-steel backing plate sa likod na bahagi. Pinipigilan nito ang mga pagbabago sa mga puwang sa assembly o misalignment na dulot ng deformation ng welding at iniiwasan ang thermal collapse. Kapag ang workpiece ay may hindi pantay na heat dissipation sa mga rehiyon dahil sa mga dahilan ng istruktura, ang paggamit ng mga fixture upang balansehin ang heat dissipation ay epektibo rin, na naglalayong bumuo ng mga weld na may pare-parehong sukat sa parehong harap at likod na bahagi.
Pagpili ng mga Parameter ng Pagwelding
Sa pangkalahatan, ang mga parametro ng laser welding ay kinabibilangan ng lakas ng laser, lapad ng pulso ng laser, dami ng defocus, bilis ng hinang, at shielding gas.
1. Lakas ng Laser
Mayroong threshold na densidad ng lakas ng laser sa laser welding. Sa ibaba ng threshold na ito, ang lalim ng pagtagos ay mababaw; kapag naabot o nalampasan na, ang lalim ng pagtagos ay tumataas nang malaki. Ang plasma ay nabubuo lamang kapag ang densidad ng lakas ng laser sa workpiece ay lumampas sa threshold, na nagpapahiwatig ng matatag na lalim ng pagtagos na hinang. Sa ibaba ng threshold, tanging ang pagkatunaw sa ibabaw ang nangyayari (matatag na heat conduction welding). Malapit sa kritikal na kondisyon para sa pagbuo ng keyhole, ang malalim na pagtagos at heat conduction welding ay nagpapalitan, na nagreresulta sa isang hindi matatag na proseso na may malalaking pagbabago-bago sa lalim ng pagtagos. Ang lakas ng laser ay isa sa mga pinakamahalagang parameter sa pagproseso ng laser at isang pangunahing determinant ng lalim ng pagtagos ng weld. Para sa isang nakapirming nakatutok na diameter ng spot, ang densidad ng lakas ng laser ay proporsyonal sa lakas ng laser: ang mas mataas na lakas ay nagpapataas ng lalim ng pagtagos at bilis ng hinang. Gayunpaman, ang labis na lakas ay nagdudulot ng matinding sobrang pag-init ng tinunaw na pool, nagpapataas ng lapad ng weld at heat-affected zone (HAZ), at humahantong sa mas maraming pagtalsik, na maaaring mahawahan ang lente ng hinang. Sa mataas na lakas, ang ibabaw na layer ay maaaring painitin hanggang sa kumukulong punto at maging singaw nang malaki sa loob ng mga microsecond, na ginagawa itong mainam para sa mga proseso ng pag-alis ng materyal tulad ng pagbabarena, pagputol, at pag-ukit. Dahil sa mas mababang lakas, ang ibabaw ay tumatagal ng ilang milisegundo upang maabot ang kumukulong punto, at ang ilalim na patong ay natutunaw bago ang pagsingaw ng ibabaw, na nagpapadali sa mahusay na fusion welding.
2. Lapad ng Pulso ng Laser
Ang lapad ng pulso ng laser, o "lapad ng pulso," ay isang mahalagang parametro sa pulsed laser welding. Ito ay natutukoy ng lalim ng pagtagos at HAZ: ang mas mahahabang lapad ng pulso ay nagpapataas ng HAZ, at ang lalim ng pagtagos ay tumataas kasabay ng square root ng lapad ng pulso. Gayunpaman, ang mas mahahabang lapad ng pulso ay nagbabawas sa peak power, kaya karaniwang ginagamit ang mga ito para sa heat conduction welding, na bumubuo ng malapad at mababaw na mga weld—lalo na angkop para sa mga lap joint ng manipis at makapal na mga plato. Gayunpaman, ang mababang peak power ay nagdudulot ng labis na init na pumapasok, at ang bawat materyal ay may pinakamainam na lapad ng pulso para sa pinakamataas na lalim ng pagtagos.
3. Pagpili ng Halaga ng Defocus
Ang posisyon ng pinagtutuunang lugar ay mahalaga sahinang na laser fusionKapag ang pokus ay nasa itaas ng ibabaw ng workpiece, maliit ang lalim ng pagtagos, na nagpapahirap sa malalim na pagtagos ng welding. Kapag ang pokus ay nasa ilalim ng ibabaw, ang densidad ng kuryente sa loob ng workpiece ay mas mataas kaysa sa ibabaw, na nagtataguyod ng mas malakas na pagkatunaw at pagsingaw, na nagbibigay-daan sa enerhiya na lumipat nang mas malalim sa workpiece at nagpapataas ng lalim ng pagtagos. Mayroong dalawang defocus mode: positive defocus (focus plane sa itaas ng workpiece) at negative defocus (focus plane sa ibaba ng workpiece). Sa pagsasagawa, para sa makapal na plate na nangangailangan ng malaking lalim ng pagtagos, ginagamit ang negative defocus, kung saan ang laser focus ay karaniwang 1–2mm sa ibaba ng ibabaw ng workpiece. Para sa manipis na mga plate, mas mainam ang positive defocus, kung saan ang pokus ay 1–1.5mm sa itaas ng ibabaw.
4. Bilis ng Pagwelding
Kapag nakapirmi ang ibang mga parametro, bumababa ang lalim ng pagtagos habang tumataas ang bilis ng hinang, habang bumubuti ang kahusayan. Ang sobrang taas na bilis ay hindi nakakatugon sa mga kinakailangan sa pagtagos; ang sobrang mababang bilis ay nagdudulot ng labis na pagkatunaw, malapad na mga hinang, sobrang pag-init ng HAZ, at pagtaas ng tendensiya sa mainit na pagbibitak.hinang na may pulso na laser, ang bilis ay natutukoy din ng pinakamataas na dalas ng pulso at kinakailangang pagsanib ng lugar—ang bawat kasunod na pulse spot ay dapat magsanib sa ilang lawak. Kaya, para sa isang partikular na lakas ng laser at kapal ng materyal, mayroong pinakamainam na saklaw ng bilis, kung saan nakakamit ang pinakamataas na lalim ng pagtagos sa isang partikular na bilis.
5. Panangga na Gas
Ang mga inert gas ay kadalasang ginagamit upang protektahan ang tinunaw na pool habang hinang gamit ang laser. Bagama't ang ilang mga materyales ay maaaring hindi nangangailangan ng proteksyon laban sa oksihenasyon sa ibabaw, karamihan sa mga aplikasyon ay nangangailangan nito. Ayon sa kaugalian, ang Ar, N₂, at He ay ginagamit para sa hinang gamit ang laser gamit ang aluminum alloy upang maiwasan ang oksihenasyon. Sa teorya, ang He ang pinakamagaan na may pinakamataas na enerhiya ng ionization, ngunit sa mababang lakas at mataas na bilis, ang plasma ay mahina, na nagpapaliit sa mga pagkakaiba sa pagitan ng mga gas. Ipinapakita ng mga pag-aaral na sa ilalim ng parehong mga kondisyon, ang N₂ ay mas madaling mag-udyok ng pagbuo ng keyhole dahil sa mga exothermic na reaksyon sa Al; ang mga nagresultang ternary compound na Al-NO₂ ay may mas mataas na pagsipsip ng laser. Gayunpaman, ang purong N₂ ay bumubuo ng malutong na mga phase at pores ng Al-N sa mga weld. Ang mga inert gas, dahil magaan, ay nakakalabas nang hindi nagdudulot ng mga pores, na ginagawang mas epektibo ang mga halo-halong gas. Kamakailan lamang, tumaas ang pananaliksik sa hinang gamit ang laser ng Al gamit ang mga pinaghalong Ar-O₂ at N₂-O₂.
6. Pagsipsip ng Materyal
Ang pagsipsip ng enerhiya ng laser sa materyal ay nakadepende sa mga katangian tulad ng absorptivity, reflectivity, thermal conductivity, temperatura ng pagkatunaw, at temperatura ng pagsingaw, kung saan ang absorptivity ang pinakamahalaga. Ang mga salik na nakakaapekto sa absorptivity ay kinabibilangan ng:
Resistivity na elektrikal: Para sa mga pinakintab na ibabaw, ang absorptivity ay proporsyonal sa square root ng resistivity, na nag-iiba depende sa temperatura.
Kondisyon ng ibabaw: Malaki ang epekto sa pagsipsip at sa gayon ay sa mga resulta ng hinang.
Mga Tip at Bawal sa Paggamit para sa Handheld Fiber Laser Welding
1. Iwasan ang Radyasyon ng Arc
Mga hinang na hinang na fiber laserGumamit ng class 4 fiber lasers na naglalabas ng (1080±3)nm radiation na may output power na higit sa 1000W (depende sa modelo). Ang direkta o hindi direktang pagkakalantad ay maaaring makapinsala sa mga mata o balat. Bagama't hindi nakikita, ang sinag ay maaaring magdulot ng hindi na maibabalik na pinsala sa retina o cornea. Palaging magsuot ng sertipikadong laser safety goggles kapag gumagana ang laser. Huwag kailanman tumingin nang direkta sa output head habang naka-on ang laser, kahit na may goggles.
2. Pagtatakda ng mga Parameter ng Pagwelding
Itakda ang mababang lakas ng laser sa touchscreen (tulad ng ipinapakita sa Figure 8-2). Ilagay ang nozzle ng tanso ng welding head laban sa workpiece at pindutin ang torch switch upang maglabas ng laser para sa welding. Karaniwang mga parameter: dalas ng laser 5000Hz, bilis ng galvanometer 300–600, gas delay >100ms, 100% duty cycle para sa patuloy na emisyon. Ayusin ang lapad ng weld batay sa mga puwang sa assembly; ang lakas ay maaaring isaayos mula 0–1000W (0–100% ng maximum). Pagkatapos ilagay ang mga parameter, i-click ang “OK” at i-save para magkabisa ang mga setting.
4. Huwag Labis na Dagdagan ang Bilis ng Pagwelding
Nabubuo ang mga hinang sa pamamagitan ng paggalaw sa pinagmumulan ng laser (tingnan ang Larawan 8-3). Ang lalim at lapad ay nakadepende sa bilis at lakas, na may karaniwang bilis na 1–3 m/min, na nagreresulta sa makinis at walang kaliskis na mga ibabaw na may aspect ratio na <1. Para sa nakapirming kuryente at boltahe, ang pagbabago ng bilis ay direktang nakakaapekto sa init na pumapasok, na nagpapabago sa penetration at lapad. Ang labis na mataas na bilis ay nagdudulot ng hindi sapat na pag-init, na humahantong sa nabawasang penetration, makitid na lapad, undercut, mga butas, at hindi kumpletong penetration.
Mekanikal na paglilinis: Gumamit ng mga brush na hindi kinakalawang na asero o mga gulong na niyumatik upang alisin ang mga oksido hanggang sa makamit ang matingkad na puting kulay. I-weld kaagad pagkatapos magpakintab; muling magpakintab kung ang pag-weld ay naantala nang higit sa 36 na oras.
Paglilinis ng kemikal: Alisin ang mga oksido gamit ang mga reaksiyong kemikal (nag-iiba-iba ang mga pamamaraan depende sa materyal). Nakatala sa Talahanayan 8-3 ang mga pamamaraan ng paglilinis ng kemikal para sa mga haluang metal na aluminyo. Alisin ang langis/alikabok gamit ang mga organikong solvent (gasolina, isopropyl alcohol) sa pamamagitan ng pagbababad, pagpahid, at pagpapatuyo.
5. Bawasan ang Porosity
Karaniwan ang mga butas ng hydrogen sa laser welding ng aluminum alloy. Bawasan ang mga ito sa pamamagitan ng pag-alis ng kahalumigmigan sa ibabaw, langis, at mga oksido. Ang pagpapahaba ng oras ng paglamig ng tunaw na pool (sa pamamagitan ng pagpapataas ng lapad ng pulso) ay nakakatulong sa paglabas ng mga gas, dahil nililimitahan ng mabilis na thermal cycle ng laser welding ang paglabas ng gas. Iwasan ang mga posisyon ng focus o negatibong defocus, kung saan ang matinding reaksyon ng tunaw na pool at pagsingaw ng alloy ay nagpapataas ng porosity; gumamit ng mas malambot na enerhiya sa pamamagitan ng na-adjust na defocus upang mabawasan ang pagsingaw.
6. Bigyang-pansin ang postura ng paghawak ng tanglaw
Ang mga handheld laser torch (tingnan ang Figure 8-4) ay mas mabigat kaysa sa mga TIG torch at may makakapal na kable, na nagdudulot ng pagkapagod ng operator. Para sa matagalang hinang, hawakan ang torch gamit ang dalawang kamay, panatilihing nakadikit ang nozzle sa workpiece, biswal na ihanay ang hinang, at hilahin ang torch nang marahan patungo sa iyong sarili. Ayusin ang postura batay sa posisyon ng hinang upang mabawasan ang pagkapagod at bilang ng mga kasukasuan.
7. Pigilan ang mga Pinsala sa Laser
Ang maling paggamit ay maaaring magdulot ng mga aksidente. Sundin ang mga patakarang ito:
Huwag kailanman tumitig sa ulo ng output ng laser habang ginagamit.
Huwag gamitinmga fiber lasersa madilim/madilim na kapaligiran.
Huwag kailanman ituon ang flashlight sa mga tao kapag aktibo ang device.
Gumamit ng mga harang na metal sa loob ng 3 metro mula sa lugar na pinaghihinalaan.
Limitahan lamang ang mga operator sa pagpasok sa welding zone.
Magsuot ng kagamitang pangproteksyon (sertipikadong goggles, maskara, guwantes). Huwag kailanman tumitig sa output head habang naka-on ang laser, kahit na may goggles.
Hawakan nang maingat ang tanglaw at kable (minimum na radius ng liko na >200mm).
I-disable ang laser emission key kapag hindi ginagamit.
Tiyakin ang kalidad ng nozzle para sa epektibong proteksyon ng gas:
Makinis na panloob na mga dingding, konsentriko sa laser.
Palitan agad ang mga deformed nozzle upang mapanatili ang maayos na paggalaw ng torch.
Ang laki ng butas ng nozzle (tingnan ang Figure 8-6) ay nakakaapekto sa kalidad ng hinang: ang mas malalaking butas ay nagpapataas ng daloy ng gas, nagpapabilis ng pagtigas at nagpapataas ng panganib ng porosity/pagbibitak.
8. Iwasan ang Mataas na Bilis para sa mga Haluang metal na Sensitibo sa Bitak
Hinang na hinang gamit ang laserGumagamit ng autogenous, wire-free, oscillating galvanometer torches. Ang matataas na bilis ay nakakabawas sa penetration, nagpapaliit ng mga weld, nagdudulot ng undercut, at nakakagambala sa shielding gas coverage, na nagpapalala sa proteksyon. Gumamit ng mas mababang bilis para sa mga crack-sensitive alloys.
9. Tiyakin ang Kalidad ng Kasukasuan
Ang mga pagkakaiba sa temperatura at ang walang alambreng hinang ay maaaring magdulot ng pagkasunog, mga bunganga, o mga bitak sa bunganga. Patuloy na iwelding upang mabawasan ang mga paghinto; kung hindi maiiwasan ang mga paghinto (hal., pagbabago ng posisyon, segmented welding), dahan-dahang bahagya (10mm) bago huminto upang maiwasan ang mga bunganga. Simulan muli ang 20mm sa likod ng nakaraang bunganga para sa pagsasanib at kalidad.
10. Sundin ang Wastong Paggalaw ng Tanglaw
Hilahin ang sulo patungo sa iyong sarili (mula sa malayo patungo sa malapit) nang walang lateral oscillation. Panatilihin ang matatag na bilis habang sinusubaybayan ang pare-parehong pagbuo ng hinang. Para sa patayong hinang, gumamit ng pababang paggalaw (hindi pataas) upang mapakinabangan ang mabilis na pagtigas at matiyak ang matatag na paggalaw.
11. Iwasan ang Undercut, Maliliit na Fillet, at Collapse sa Lap Welds
Para sa mga lap weld, isaayos ang anggulo ng laser incidence upang matakpan ng galvanometer ang 2/3 ng patayong plato (tingnan ang Larawan 8-7). Tinutunaw nito ang patayong plato (bilang tagapuno) at 1/3 ng base plate sa pamamagitan ng heat conduction, na bumubuo ng sapat na laki ng weld pagkatapos lumamig. Ang mahinang lap weld ay nagpapahina sa lakas ng kasukasuan, binabawasan ang resistensya sa bitak, o nagdudulot ng pagkabigo ng istruktura—iwasan ang undercut.
12. Bawasan ang Reflectivity sa Aluminum Alloy Welding
Ang aluminyo ay sumasalamin sa 60–98% ng enerhiya ng laser. Ang repleksyon ay biglang bumababa sa melting point at nagiging matatag kapag natunaw. Ang absorptivity ay bumababa kasabay ng pagtaas ng incidence angle; ang maximum absorption ay nangyayari sa normal na incidence (ayusin para sa proteksyon ng lente). Bawasan ang repleksyon sa pamamagitan ng pag-alis ng mga oxide sa pamamagitan ng mekanikal/kemikal na paglilinis.
13. Wastong Paggamit ng Shielding Gas
Nakakaapekto ang shielding gas sa pagbuo, pagtagos, at lapad ng hinang. Karamihan sa mga gas ay nagpapabuti sa kalidad ngunit maaaring may mga disbentaha:
Ar: Mababang enerhiya ng ionisasyon, mataas na pagbuo ng plasma (binabawasan ang kahusayan ng laser) ngunit hindi gumagalaw, mura, at siksik—epektibong tinatakpan ang tinunaw na pool (mainam para sa pangkalahatang paggamit).
N₂: Katamtamang enerhiya ng ionisasyon (mas mahusay na binabawasan ang plasma kaysa sa Ar), ngunit tumutugon sa aluminyo/carbon steel upang bumuo ng malutong na mga nitride, na binabawasan ang katigasan (hindi inirerekomenda para sa mga materyales na ito). Angkop para sa hindi kinakalawang na asero, kung saan pinahuhusay ng mga nitride ang lakas.
14. Bilis ng Daloy ng Gas na Panlaban
Ang gas ay inilalabas sa pamamagitan ng nozzle sa partikular na presyon. Ang hydrodynamic design at outlet diameter ng nozzle ay kritikal: sapat ang laki upang matakpan ang weld, ngunit limitado upang maiwasan ang turbulent flow (na kumukuha ng hangin at nagiging sanhi ng porosity). Para sa handheld laser welding, ang karaniwang flow rate ay 7L/min. Ang labis na daloy ay naghahalo ng mga kontaminante sa tinunaw na pool, na nakompromiso ang kadalisayan ng gas—piliin ang tamang flow rate.
15. Posisyon ng Pokus ng Laser
Posisyon ng pokus: Pinakamaliit na lugar, pinakamataas na enerhiya—gamitin para saspot weldingo mga kinakailangan sa mababang enerhiya, minimal na laki ng lugar (tingnan ang Pigura 8-8).
Negatibong defocus: Mas malaking spot (lumiliit habang lumalayo mula sa focus)—angkop para sa deep penetration continuous welding at deep spot welding.
Positibong defocus: Mas malaking batik (lumilaki habang lumalayo mula sa focus)—angkop para sa surface sealing o low-penetration continuous welding.
Kontrol para sa ganap na pagtagos ng hinang: Ang bahagyang pagbabago ng kulay sa likod ay nagpapahiwatig ng magandang kalidad; ang mga halatang marka/pagtagos ay nagdudulot ng pagtalsik o malalalim na uka sa patuloy na hinang. Ayusin ang pokus, enerhiya, at waveform batay sa mga sample. Gumamit ng mas maliliit na batik para sa mas manipis na mga materyales upang maiwasan ang pagkasunog.
Oras ng pag-post: Agosto-21-2025
