Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na pamamaraan ng hinang,hinang gamit ang lasermay mga makabuluhang bentahe – mababang init na ipinapasok, mabilis na bilis ng hinang, maliit na sonang apektado ng init,
Sa mga nakaraang taon, ang laser welding ay malawakang ginagamit sa industriya ng automotive, industriya ng paggawa ng barko, industriya ng nuclear power, at aerospace.
Ang industriya ng abyasyon at iba pang mga industriya ng high-tech ay mas malawakang ginagamit, at kasabay ng pagbawas ng gastos ng mga kumpletong hanay ng kagamitan, sa pang-araw-araw na suplay ng hardware
At ang iba pang mga aplikasyon na may kaugnayan sa buhay ay nagsimulang mabilis na lumago. Ngunit kasabay nito, ang single laser welding ay mayroon ding ilang mga kakulangan,
Hindi matugunan ang mas maraming magkakaibang pangangailangan: una, ang mga kinakailangan sa single laser welding sa weld assembly gap ay napakahigpit,
Karaniwang kinakailangan na magkaroon ng puwang na < 0.2mm, kung hindi ay mahirap makamit ang isang mahusay na koneksyon; Pangalawa,hinang na laseray lubos na sensitibo sa mga bitak na hinang
Napakadaling magdulot ng pagbitak ng hinang, at ang komposisyon ng hinang ay hindi maaaring isaayos upang makontrol ang pagbuo ng mga bitak; Pangatlo, iisa
Ang laser welding ay nangangailangan ng mga ultra-high power laser kapag nagwe-weld ng malalaking kapal ng mga plato, at ang kakayahan nitong tumagos ay lubos na nakasalalay sa lakas ng laser.
At ang kalidad ng hinang ay hindi lubos na magagarantiyahan.
Upang matugunan ang mga pangangailangan ng pag-unlad ng iba't ibang industriya, ang mga pamamaraan ng laser welding ay pinabuti rin, at ang kaukulang pag-unlad ay binuo, tulad ng artikulong ito
Inilalarawan ang laser wire filling welding at iba pang mga pamamaraan ng hinang. Ang laser wire filling welding ay binuo batay sa single laser welding,
Kung ikukumpara sa single laser welding, mayroon itong malinaw na mga bentahe:
①Malaking pagbawas sa mga kinakailangan sa pag-assemble ng workpiece, dahil ang welding wire ay idinagdag sa proseso ng hinang, ang weld pool metal ay lubos na madaragdagan at maaaring maging tulay
Kumonekta sa mas malaking puwang ng hinang, habang ginagawang mas puno ang hinang;
Maaaring kontrolin ang mga katangian ng microstructure ng lugar ng hinang, dahil ang komposisyon ng alambre ng hinang ay iba sa komposisyon ng pangunahing materyal ng pinagsanib na bahagi.
Matapos maisama ang alambre sa weld pool, maaaring isaayos ang kalidad, komposisyon, at proporsyon ng weld pool upang makontrol ang proseso ng solidification at ang pagbuo ng microstructure.
(3) Maliit ang input ng enerhiya ng linya, maliit ang apektadong sona at thermal deformation, na lubos na nakakatulong sa pagwelding ng workpiece na may mahigpit na mga kinakailangan sa deformation;
④maaaring makamit ang mas maliit na laser power welding na mas makapal na materyales, dahil ang welding wire ay idinagdag sa proseso ng hinang, maaaring makamit ang maraming welding, at
Ang metal ng weld pool ay palalakihin nang malaki, upang mabuksan ang weld joint upang mabawasan ang aktwal na laki ng weldment.
Ang kapal ng hinang gamit ang laser, at pagkatapos ay natanto ang makapal na materyal na plato na hinang gamit ang multi-channel laser wire.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng laser wire welding at laser wire welding
Ang anyo ng laser wire filler welding ay ipinapakita sa Figure 1, na naiiba sa laser wire filler brazing na ipinapakita sa Figure 2. Ang mga pangunahing elemento ng parehong paraan ng pag-welding ay
Pare-pareho, ay binubuo ng isang laser beam, welding wire, mga bahagi ng hinang, proteksiyon na gas ayon sa aktwal na pangangailangan upang magpasya kung idadagdag, kasangkot
At ang mga pangunahing kagamitan ay wire feeding machine, welding machine, wire filler welding soft gun head, welding head, at high power laser.
Pigura 1 Pagwelding ng laser wire fusion
Pigura 2 Pagpapatigas gamit ang laser wire
Bagama't halos walang pagkakaiba sa panlabas na anyo ng dalawang paraan ng hinang, mayroong isang makabuluhang pagkakaiba sa esensya. Kapag ang laser wire welding,
Ang laser sa pangkalahatan ay gumagamit ng isang high-power fiber laser, tulad ng ipinapakita sa Figure 3, ang laser ay hindi lamang nangangailangan ng welding wire, kundi kailangan ding tunawin ang base metal at sa
Ang espesyal na epekto ng butas ng laser deep penetration welding ay nabubuo sa base metal, na bumubuo ng isang malalim na natutunaw na pool, at ang komposisyon ng welding wire ay ganap na halo-halong may komposisyon ng metal ng base metal.
Isang bagong hybrid molten pool ang nabuo, at ang komposisyon, proporsyon, at kalidad ng elemento ng hybrid molten pool ay mas malaki kaysa sa welding wire at sa base material.
Samakatuwid, ang naaangkop na alambreng panghinang ay maaaring idagdag sa proseso ng hinang ayon sa mga depekto sa pagganap ng mismong materyal na base, upang mapabuti ang kahusayan ng hinang.
Sa antas ng pananaw, ang resistensya sa bitak, resistensya sa pagkapagod, resistensya sa kalawang, resistensya sa pagkasira at iba pang aspeto ng hinang ay sadyang pinagbubuti. Bukod pa rito
Bilang karagdagan, ang laser wire welding ay maaaring maging multi-channel stacked welding, dahil maaari itong makamit ang malalim na pagtagos ng welding na may maliit na butas na epekto, na maaaring makamit.
Ang ganap na pagsasanib ng dalawang ibabang patong ng weld bead ay nakakaiwas sa malulubhang depekto ng hindi pagsasanib, kaya't may kakayahan itong magwelding ng malalaking kapal ng mga dugtungan.
Kailanalambre ng laserpagpapatigas, ang laser sa pangkalahatan ay gumagamit ng isang high-power semiconductor laser, tulad ng ipinapakita sa Figure 4
Sa alambreng panghinang, napakaliit na dami lamang ng laser ang kikilos sa hinang at matutunaw ang kaunting dami ng metal sa ibabaw ng hinang, at ang natutunaw na pool ay halos natutunaw na dahil sa pagkatunaw.
Nabubuo ang welding wire, kaya ang pagganap ng weld ay pangunahing nakasalalay sa elementong komposisyon at proporsyon ng welding wire at ng tinunaw na welding wire sa weld.
Ang pangunahing layunin ng laser wire brazing ay upang makamit ang isang tiyak na lakas ng koneksyon ng weld joint.
At ang pagbubuklod, at ang laser wire brazing ay hindi maaaring maging multi-channel stacked welding, ang itaas at ibabang dalawang layer ng weld ay karaniwang hindi maaaring maging solid.
Ngayong ganap at epektibong naka-fuse na, ang mga mekanikal na katangian ng dugtungan ay napakahina na.
Larangan ng aplikasyon ng laser wire welding
Sa pag-unlad ng teknolohiya ng laser wire filler welding at pagtaas ng limitasyon ng lakas ng laser, ang saklaw ng aplikasyon nghinang ng tagapuno ng kawad ng laser
Mas malawak, pangunahin sa mga sumusunod na aspeto:
Laser wire welding ng aluminum alloy
Sa pangkalahatan, dahil ang aluminum alloy mismo ay may mataas na reflectivity sa laser at mataas na thermal conductivity, ang aluminum alloy ay hinang gamit ang laser.
Kapag malaki ang kinakailangang lakas ng laser, hahantong ito sa mga elementong may mababang punto ng pagkulo sa mga haluang metal na aluminyo (tulad ng Mg, Zn, atbp.) na may malubhang pagsingaw at pagkawala ng pagkasunog.
Kasabay nito, ang mababang tensyon sa ibabaw ng tinunaw na metal na pool ay nakakaapekto sa mga katangian ng solidification ng weld, at ang mga kadahilanang ito ay hahantong sa pagkakaroon ng laser welding aluminum alloys.
Maraming problema – mahinang mekanikal na katangian ng mga dugtungan ng hinang, mahinang pagbuo ng hinang, porosity at mga bitak na seryoso. Sa halip, isang laser ang ginagamit upang punan ang alambre
Ang pagwelding ng aluminum alloy ay makabuluhang magpapabuti sa mga problemang ito:
①Ang laser wire welding ay maaaring mapabuti ang depresyon ng ibabaw ng hinang, epektibong mapabuti ang hinangUri, at ang splash ng proseso ng hinang ay maliit;
②Ang pagdaragdag ng alambreng panghinang ay hindi lamang makakaapekto sa oryentasyong kristal ng mga silindrong kristal sa hinang, kundi makakapagpalabnaw din sa hinang.Ang crystalline interface na nalilikha ng relatibong paglaki ng core columnar crystal ay nagpapabuti sa pagbuo ng weld, at nagpapabuti rin sa absorption rate ng materyal sa laser.
Sa pagtaas ng lapad ng pagkatunaw, ang microhardness ay bahagyang bumababa, at ang tensile strength at elongation ng joint ay magiging makabuluhan sa ilalim ng mga na-optimize na parameter ng proseso.
Pagbutihin; (3) Ang pagwelding na may naaangkop na mga parametro ng proseso ay hindi makakamit ng anumang halatang panloob na depekto, microhardness na HV60 o higit pa, at joint HAZ
Walang halatang paglambot ng weld joint sa zone, at ang bali ay nasa base material area sa panahon ng tensile test.
Laser wire welding ng magkakaibang metal
Para sa ilang mapanghamong kapaligiran sa pagtatrabaho o batay sa mga pagsasaalang-alang sa gastos, kadalasang kinakailangan na magkaroon ng maraming aspeto ng isang workpiece nang sabay-sabay.
Mga espesyal na katangian, tulad ng resistensya sa kalawang, mataas na tiyak na lakas, resistensya sa init, resistensya sa pagkasira, mataas na kondaktibiti, mahusay na pagwawaldas ng init, atbp., ngunit ang karamihan
Ang mga materyales na metal ay hindi maaaring magkaroon ng ilang mas kilalang mga espesyal na katangian nang sabay-sabay, at ang mga materyales na metal na may mga espesyal na katangian ay kadalasang
Bihira at mahal, hindi maaaring gamitin sa maraming dami, kaya kung makakagawa ka ng iba't ibang materyales na may mga espesyal na katangian upang makamit ang epektibong koneksyon, kung gayon
Maaaring matugunan ang mga kinakailangan sa paggamit. Ang pagkakaiba sa pisikal at kemikal na mga katangian ng magkakaibang materyales na metal ay karaniwang malaki, na hindi maiiwasan sa proseso ng hinang.
Ang pagbuo ng mga intermetallic compound, na may malaking epekto sa pagganap ng mga weld joint, ang malutong na intermetallic compound ay gagawing napakadaling gawin ang weld.
Napakahirap direktang gumamit ng iisang laser upang magwelding ng magkakaibang mga dugtungan ng metal, at ang katatagan ng proseso nito ay mahirap kontrolin.
Kahirapan sa pagpaparami. Natuklasan ng maraming iskolar at eksperto na ang laser wire welding ay medyo mahusay para sa pagwelding ng mga di-magkatulad na metal, at angkop ang pagpili.
Ang filler wire ay maaaring pumigil sa pagbuo ng mga intermetallic compound sa isang tiyak na lawak, at maaaring lubos na mapabuti ang mekanika ng mga welded joint.
Pagganap:
①Ang Mg/Cu lap joint na hinang gamit ang laser wire filling welding ay maaaring mabuo nang maayos sa ilalim ng naaangkop na mga parameter ng proseso.Ang pinakamataas na lakas ng paggugupit ng mga di-magkatulad na dugtungan ng metal na may tiyak na lakas ay maaaring umabot sa 164.2MPa, na 64% ng base metal ng magnesium alloy.
② Pinag-aralan ang pagwelding ng Al/Ti lap joint at butt joint, at ipinapakita ng mga resulta na ang proseso ng pagwelding ay matatag at nabubuo kapag ginamit ang rectangular light spot.Maganda, malawak na hanay ng mga parametro ng proseso, mataas na kalidad ng hinang, ang pinakamataas na lakas ng tensile nito ay umaabot sa 94% ng base metal na haluang metal na aluminyo;Pagbutihin ang pagbuo ng hinang.Para sa mga workpiece na may layuning pang-bearing, kung gumuho ang weld, mababawasan ang epektibong kapal nito, at mababawasan ang mga mekanikal na katangian kung madikit ang weld.
Ito ay hahantong sa konsentrasyon ng stress sa gilid ng hinang, at ang mga mekanikal na katangian ay mababawasan. Para sa workpiece na may mga kinakailangan sa hitsura, kung ang hinang ay gumuho
Ang pagkagat o pagkagat sa gilid ay maaaring magkaroon ng malubhang epekto sa paningin at hindi katanggap-tanggap. Upang maging ganap ang pagwelding, ginagamitan ng laser wire welding
Ito ay isang napakahusay na pamamaraan, dahil ang alambre ng hinang ay pinagsasama sa tinunaw na pool, maaari nitong epektibong mapataas ang dami ng tinunaw na pool, at pagkatapos ay matiyak na puno ang hinang.
Depekto sa gilid ng kagat.
Para sa workpiece na may malaking puwang sa dugtungan (karaniwan≥0.3mm), ang single laser welding ay mahirap makamit ang epektibong koneksyon, at maaari lamang mapunan
Maaaring punan ng karagdagang materyal ang puwang sa hinang, kaya ang laser wire welding ay isang napakabisang solusyon.
Makitid na puwang ng fillet welding
Ang narrow gap laser wire filling welding ay maaaring magpatupad ng epektibong pag-welding ng mga medium at thick plates sa pamamagitan ng paggamit ng small at medium power lasers, hindi lamang sa pamamagitan ng pagdaragdag ng welding.
Wire upang baguhin ang komposisyon at istraktura ng hinang metal, mapabuti ang pangkalahatang pagganap ng hinang na kasukasuan, ngunit mapabuti rin ang slope ng hinang na single laser
Ang kakayahang umangkop at pagpapaubaya sa pagkakamali ng clearance sa bibig, at ang apektadong sona ng hinang ay makitid, at ang stress ng hinang na kasukasuan ay maliit din, na may mahusay na trabaho.
Samakatuwid, sa mga nakaraang taon, maraming eksperto at iskolar ang nagsagawa ng mga kaugnay na pananaliksik tungkol dito:
①Paggamit ng makitid na puwang na laser wire filling multi-channelParaan ng hinang na hinang gamit ang 40mm na kapal na Q345D Marine steel plate, ipinapakita ng mga resulta na ang naaangkop na mga parameter ng proseso ng hinang ay maaaring makakuha ng magandang hugis.
Ang hinang na kasukasuan ay walang porosity, walang mga depekto tulad ng non-fusion, ang impact toughness ng weld center ay mabuti, at ang tensile strength ng weld ay mas mataas kaysa sa base material;
②Ang 50mm na kapal na rotor steel ay hinang gamit ang narrow-gap laser wire filling multi-pass welding, at ipinakita ng mga resulta na angkop ang mga parameter ng proseso ng hinang.
Maaari itong makakuha ng mahusay na paghubog, walang mga depekto tulad ng hindi pagsasanib sa gilid ng dingding, ang lakas ng impact ng joint ay nabawasan, ngunit ang tensile strength nito ay mas mataas kaysa sa ina.
Kahoy;③Pinag-aralan ang narrow gap laser wire filling welding ng 20mm na kapal na 5083 aluminum alloy, at ipinapakita ng mga resulta na ang naaangkop na mga parameter ng proseso ng hinang ay
Makakamit ang isang hinang na dugtungan na may mas kaunting butas at walang mga depekto tulad ng hindi pagsasanib.
Mga kaso ng aplikasyon at kagamitan at mga rekomendasyon sa parameter ng proseso
1. Mga kaso ng aplikasyon
Pagbutihin ang pagbuo ng hinang
Mga Kinakailangan: 1mm at 3mm na hinang na hindi kinakalawang na asero, ang tahi ng hinang ay kinakailangang walang porosity, at maayos ang paghubog.
Kagamitan: RFL-C4000 (diametro ng fiber core na 200μm), wire feeder, welding head.
Talahanayan 5 Rekomendasyon sa hugis at laki ng uka
Mga Resulta: Maganda ang paghulma at walang porosity ang hinang, gaya ng ipinapakita sa Figure 5.
Pigura 5 Pagbuo ng hinang at morpolohiya ng cross section
Makitid na puwang na pagpuno ng laser wire sa multi-pass welding
Mga Kinakailangan: 18mm ang kapal na Q345 Marine steel plate na hinang, nangangailangan ng mas kaunting butas sa hinang, walang non-fusion, joint tensile
Mas mataas ang lakas kaysa sa batayang materyal, at mas mahusay ang pagbuo ng hinang.
Kagamitan: RFL-C6000 (diametro ng fiber core na 400μm), wire feeder, welding head.
Mga parametro ng proseso: ang welding pass ay dapat na naka-bevel, ang laki ng bevel ay ipinapakita sa Figure 6, at ang iba pang mga parametro ng proseso ng hinang ay ipinapakita sa Table 2.
Pigura 6 Laki ng uka
Mga Resulta: Maganda ang paghubog, walang non-fusion, at ang hinang ay halos walang porosity, gaya ng ipinapakita sa Figure 7, at isinagawa ang tensile test.
Napatunayan na ang hinang ay napuputol sa materyal na base, na nagpapahiwatig na ang lakas ng tensile ng dugtungan ay mas mataas kaysa sa materyal na base.
FIG. 7 Diagram ng metalograpiko ng cross section ng hinang
2. Mungkahi sa kagamitan at parametro ng proseso
Pagbutihin ang pagbuo at kalidad ng hinang
Para sa hinang ng kawad na laser sa butt joint ng mga karaniwang materyales, upang mapabuti ang pagbuo ng hinang, karaniwang inirerekomenda na ang diameter ng laser at fiber core,
Dapat i-configure ang welding head upang matiyak na ang diameter ng focusing spot ay nasa pagitan ng 0.4mm at 0.6mm, at ang welding wire ay dapat piliin na may naaangkop na grado.
Ang iba pang mga parametro ng hinang ay ipinapakita sa Talahanayan 2 at Talahanayan 3.
Makitid na puwang na pagpuno ng laser wire sa multi-pass welding
Para sa makitid na puwang na laser wire filling multi-pass welding ng katamtamang kapal na plato, karaniwang inirerekomenda na ang diameter ng focusing spot ay 0.6mm ~ 1.0mm, at
At ang welding wire ay dapat pumili ng naaangkop na grado, bilang karagdagan, ang laki ng joint groove ay dapat na makatwirang disenyo, ang laki ng groove ay hindi maaaring masyadong malaki.
Kung hindi, madaling magdulot ng hindi pagsasanib sa loob ng hinang, at ang pangkalahatang inirerekomendang laki ng uka ay ipinapakita sa Talahanayan 5; Ang bilang ng bead ay dapat batay sa pinakamataas na joint.
Malaking kapal ang dapat matukoy, inirerekomenda na gamitin ang pinakamataas na kapasidad ng hinang ng kagamitan sa unang pagwelding sa ilalim, pagkatapos ng bawat lalim ng isa
Karaniwan ay 3mm ~ 5mm; Kung tungkol sa mga parameter ng proseso ng hinang na ginagamit para sa bawat bead, kinakailangang umasa sa kinakailangang lalim ng hinang at kung kailan
Tinutukoy ang lapad ng front weld pass. Kapag mas malaki ang lapad ng weld pass, dapat dagdagan nang katamtaman ang dami ng defocusing upang maiwasan ang pagkabigo ng pag-fuse ng side wall.
Oras ng pag-post: Abr-03-2025
