Konpare ak teknoloji tradisyonèl soude,lazè soudegen avantaj san parèy nan presizyon soude, efikasite, fyab, automatisation ak lòt aspè. Nan dènye ane yo, li te devlope rapidman nan domèn otomobil, enèji, elektwonik ak lòt domèn, epi li konsidere kòm youn nan teknoloji manifakti ki pi pwomèt nan 21yèm syèk la.
1. Apèsi sou doub-gwo bout bwalazè soude
Double-gwo bout bwalazè soudese sèvi ak metòd optik pou separe menm lazè a nan de travès limyè separe pou soude, oswa pou itilize de diferan kalite lazè pou konbine, tankou lazè CO2, Nd: YAG lazè ak lazè semi-conducteurs gwo pouvwa. Tout ka konbine. Li te pwopoze sitou pou rezoud adaptabilite nan soude lazè nan presizyon asanble, amelyore estabilite nan pwosesis la soude, ak amelyore kalite a nan soude. Double-gwo bout bwalazè soudeka fasilman ak fleksib ajiste jaden tanperati soude a pa chanje rapò enèji gwo bout bwa, espas travès, e menm modèl distribisyon enèji nan de travès lazè yo, chanje modèl egzistans twou kle a ak modèl koule nan metal likid nan pisin nan fonn. Bay yon chwa pi laj nan pwosesis soude. Li pa sèlman gen avantaj ki genyen nan gwolazè soudepénétration, vitès rapid ak gwo presizyon, men tou apwopriye pou materyèl ak jwenti ki difisil pou soude ak konvansyonèl yo.lazè soude.
Pou doub-gwo bout bwalazè soude, nou premye diskite sou metòd aplikasyon doub-gwo bout bwa lazè. Literati konplè montre ke gen de fason prensipal yo reyalize soude doub-gwo bout bwa: konsantre transmisyon ak konsantre refleksyon. Espesyalman, yon sèl reyalize pa ajiste ang lan ak espas de lazè nan konsantre miwa ak miwa kolimante. Lòt la reyalize lè l sèvi avèk yon sous lazè ak Lè sa a, konsantre nan miwa reflete, miwa transmisif ak miwa ki gen fòm kwen pou reyalize travès doub. Pou premye metòd la, gen sitou twa fòm. Fòm nan premye se kouple de lazè nan fib optik epi divize yo an de travès diferan anba menm glas kolimante a ak miwa konsantre. Dezyèm lan se ke de lazè pwodiksyon travès lazè nan tèt yo soude respektif yo, ak yon gwo bout bwa doub fòme pa ajiste pozisyon nan espasyal nan tèt yo soude. Metòd twazyèm lan se ke gwo bout bwa a lazè premye divize nan de miwa 1 ak 2, ak Lè sa a, konsantre pa de miwa konsantre 3 ak 4 respektivman. Pozisyon an ak distans ant de tach fokal yo ka ajiste pa ajiste ang yo nan de miwa yo konsantre 3 ak 4. Dezyèm metòd la se sèvi ak yon lazè solid-eta fann limyè a reyalize travès doub, ak ajiste ang lan ak espas nan yon glas pèspektiv ak yon glas konsantre. De dènye foto ki nan premye ranje ki anba a montre sistèm espektroskopik yon lazè CO2. Iwa plat la ranplase ak yon glas ki gen fòm bon rapò sere epi li mete l devan glas la konsantre pou divize limyè a pou reyalize limyè paralèl doub gwo bout bwa.
Apre w fin konprann aplikasyon doub travès, ann prezante yon ti tan soude prensip ak metòd yo. Nan doub gwo bout bwa alazè soudepwosesis, gen twa aranjman gwo bout bwa komen, sètadi aranjman seri, aranjman paralèl ak aranjman ibrid. twal, se sa ki, gen yon distans nan tou de direksyon an soude ak direksyon an vètikal soude. Jan yo montre nan dènye ranje figi a, dapre diferan fòm ti twou ak pisin fonn ki parèt anba espas diferan plas pandan pwosesis soude seri a, yo ka plis divize an fonn sèl. Gen twa eta: pisin, pisin fonn komen ak pisin fonn separe. Karakteristik yo nan yon sèl pisin fonn ak separe pisin fonn yo sanble ak sa yo nan sèllazè soude, jan yo montre nan dyagram simulation nimerik la. Gen diferan efè pwosesis pou diferan kalite.
Kalite 1: Anba yon espas sèten plas, de gwo twou kle yo fòme yon gwo twou komen nan menm pisin nan fonn; pou kalite 1, li rapòte ke yon sèl gwo bout bwa nan limyè yo itilize yo kreye yon ti twou, ak lòt gwo bout bwa a nan limyè yo itilize pou tretman chalè soude, ki ka efektivman amelyore pwopriyete yo estriktirèl nan asye kabòn segondè ak asye alyaj.
Kalite 2: Ogmante espas plas la nan menm pisin nan fonn, separe de travès yo nan de twou kle endepandan, epi chanje modèl koule nan pisin nan fonn; pou kalite 2, fonksyon li ekivalan a de soude gwo bout bwa elèktron, Diminye soude soude ak soude iregilye nan longè fokal ki apwopriye a.
Kalite 3: Plis ogmante espas plas la epi chanje rapò enèji nan de travès yo, se konsa ke youn nan de travès yo itilize kòm yon sous chalè fè pwosesis pre-soude oswa apre-soude pandan pwosesis la soude, ak lòt gwo bout bwa a. yo itilize pou jenere ti twou. Pou kalite 3, etid la te jwenn ke de travès yo fòme yon trou, ti twou a pa fasil pou tonbe, ak soude a pa fasil pou pwodwi porositë.
2. Enfliyans pwosesis soude sou bon jan kalite soude
Efè rapò seri gwo bout bwa-enèji sou fòmasyon kouti soude
Lè pouvwa lazè a se 2kW, vitès la soude se 45 mm / s, kantite lajan an defocus se 0mm, ak espas sa a gwo bout bwa se 3 mm, fòm nan sifas soude lè chanje RS (RS = 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) se kòm montre nan figi a. Lè RS = 0.50 ak 2.00, soude a dente nan yon pi gwo limit, epi gen plis salte sou kwen soude a, san yo pa fòme modèl echèl pwason regilye. Sa a se paske lè rapò a enèji gwo bout bwa a twò piti oswa twò gwo, enèji lazè a twò konsantre, sa ki lakòz pinhole lazè a osile pi seryezman pandan pwosesis la soude, ak presyon an rkul nan vapè a lakòz ekspilsyon an ak pwojeksyon nan fonn lan. metal pisin nan pisin nan fonn; Twòp D 'chalè lakòz pwofondè nan pénétration nan pisin lan fonn sou bò alyaj aliminyòm yo dwe twò gwo, sa ki lakòz yon depresyon anba aksyon gravite a. Lè RS = 0.67 ak 1.50, modèl la echèl pwason sou sifas la soude se inifòm, fòm nan soude se pi bèl, epi pa gen okenn vizib soude fant cho, porositë ak lòt domaj soude sou sifas la soude. Fòm koup transvèsal soude yo ak diferan rapò enèji gwo bout bwa RS yo jan yo montre nan figi a. Seksyon transvèsal soude yo se nan yon "fòm vè diven" tipik, ki endike ke pwosesis la soude te pote soti nan mòd soude lazè gwo twou san fon pénétration. RS gen yon enfliyans enpòtan sou pwofondè pénétration P2 soude a sou bò alyaj aliminyòm. Lè rapò enèji gwo bout bwa RS = 0.5, P2 se 1203.2 mikron. Lè rapò enèji gwo bout bwa a se RS = 0.67 ak 1.5, P2 siyifikativman redwi, ki se 403.3 mikron ak 93.6 mikron respektivman. Lè rapò enèji gwo bout bwa a se RS = 2, pwofondè pénétration soude nan koup transvèsal jwenti a se 1151.6 mikron.
Efè rapò paralèl gwo bout bwa-enèji sou fòmasyon kouti soude
Lè pouvwa lazè a se 2.8kW, vitès la soude se 33mm / s, kantite lajan an defocus se 0mm, ak espas sa a gwo bout bwa se 1mm, sifas la soude jwenn pa chanje rapò a enèji gwo bout bwa (RS = 0.25, 0.5, 0.67, 1.5). , 2, 4) Yo montre aparans nan figi a. Lè RS = 2, modèl echèl pwason sou sifas soude a relativman iregilye. Sifas la nan soude a jwenn nan senk lòt rapò enèji gwo bout bwa yo byen fòme, epi pa gen okenn domaj vizib tankou porositë ak spatter. Se poutèt sa, konpare ak seri doub-gwo bout bwalazè soude, sifas la soude lè l sèvi avèk paralèl doub-travès se pi inifòm ak bèl. Lè RS = 0.25, gen yon ti depresyon nan soude a; kòm rapò a enèji gwo bout bwa ogmante piti piti (RS = 0.5, 0.67 ak 1.5), sifas la nan soude a se inifòm epi pa gen okenn depresyon ki fòme; sepandan, lè rapò enèji gwo bout bwa a ogmante plis (RS = 1.50, 2.00), men gen depresyon sou sifas soude a. Lè rapò enèji gwo bout bwa a RS = 0.25, 1.5 ak 2, fòm nan kwa-seksyon nan soude a se "diven vè ki gen fòm"; lè RS = 0.50, 0.67 ak 1, fòm nan kwa-seksyon nan soude a se "antonwa ki gen fòm". Lè RS = 4, pa sèlman fant yo pwodwi nan pati anba a nan soude a, men tou, gen kèk porositë yo pwodwi nan mitan an ak pi ba pati nan soude a. Lè RS = 2, gwo porositë pwosesis parèt andedan soude a, men pa gen okenn fant parèt. Lè RS = 0.5, 0.67 ak 1.5, pwofondè pénétration P2 nan soude a sou bò alyaj aliminyòm se pi piti, ak koup transvèsal la nan soude a byen fòme epi pa gen okenn domaj evidan soude yo fòme. Sa yo montre ke rapò a enèji gwo bout bwa pandan paralèl doub-gwo bout bwa lazè soude tou gen yon enpak enpòtan sou pénétration soude ak domaj soude.
Paralèl gwo bout bwa - efè a nan espas travès sou fòmasyon kouti soude
Lè pouvwa lazè a se 2.8kW, vitès la soude se 33mm / s, kantite lajan an defocus se 0mm, ak rapò a enèji gwo bout bwa RS = 0.67, chanje espas sa a gwo bout bwa (d = 0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm) jwenn mòfoloji sifas soude a jan foto a montre. Lè d = 0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, sifas la nan soude a se lis ak plat, ak fòm nan bèl; modèl echèl pwason nan soude a se regilye ak bèl, epi pa gen okenn porositë vizib, fant ak lòt domaj. Se poutèt sa, anba kondisyon yo espas kat gwo bout bwa, sifas la soude se byen fòme. Anplis de sa, lè d = 2 mm, de soude diferan yo fòme, ki montre ke de travès lazè paralèl yo pa aji ankò sou yon pisin fonn, epi yo pa ka fòme yon efikas doub-gwo bout bwa lazè ibrid soude. Lè espas travès la se 0.5mm, soude a se "antonwa ki gen fòm", pwofondè pénétration P2 nan soude a sou bò alyaj aliminyòm se 712.9 mikron, epi pa gen okenn fant, porositë ak lòt domaj andedan soude a. Kòm espas travès la ap kontinye ogmante, pwofondè pénétration P2 nan soude a sou bò alyaj aliminyòm diminye anpil. Lè espas travès la se 1 mm, pwofondè pénétration soude sou bò alyaj aliminyòm se sèlman 94.2 mikron. Kòm espas travès la ogmante plis, soude a pa fòme pénétration efikas sou bò alyaj aliminyòm. Se poutèt sa, lè espas travès la se 0.5mm, efè a doub-gwo bout bwa rekonbinasyon se pi bon an. Kòm espas travès la ogmante, opinyon chalè a soude diminye sevè, ak efè recombination lazè de-gwo bout bwa a piti piti vin pi mal.
Diferans nan mòfoloji soude ki te koze pa koule nan diferan ak solidifikasyon refwadisman nan pisin lan fonn pandan pwosesis la soude. Metòd simulation nimerik la pa sèlman ka fè analiz estrès pisin lan fonn pi entwisyon, men tou, redwi pri eksperimantal la. Foto ki anba a montre chanjman ki fèt nan pisin ki fonn bò a ak yon sèl gwo bout bwa, aranjman diferan ak espas plas. Konklizyon prensipal yo enkli: (1) Pandan sèl-gwo bout bwa alazè soudepwosesis, pwofondè twou pisin fonn lan se pi fon an, gen yon fenomèn twou efondreman, miray twou a se iregilye, ak distribisyon an koule jaden tou pre miray twou a se inegal; tou pre sifas dèyè pisin ki fonn Reflow la fò, epi gen reflow anwo nan fon pisin lan fonn; distribisyon an koule jaden nan pisin lan fonn sifas se relativman inifòm ak ralanti, ak lajè a nan pisin lan fonn se inegal nan direksyon an pwofondè. Gen twoub ki te koze pa presyon rkul miray nan pisin lan fonn ant ti twou yo nan doub-gwo bout bwalazè soude, epi li toujou egziste sou direksyon pwofondè ti twou yo. Kòm distans ki genyen ant de travès yo ap kontinye ogmante, dansite enèji nan gwo bout bwa a tranzisyon piti piti soti nan yon pik sèl nan yon eta pik doub. Gen yon valè minimòm ant de pik yo, ak dansite enèji piti piti diminye. (2) Pou doub gwo bout bwalazè soude, lè espas plas la se 0-0.5mm, pwofondè nan ti twou pisin yo fonn diminye yon ti kras, ak konpòtman an jeneral koule pisin fonn se menm jan ak sa yo ki nan yon sèl gwo bout bwa.lazè soude; lè espas plas la pi wo pase 1mm, ti twou yo konplètman separe, epi pandan pwosesis la soude Gen prèske pa gen okenn entèraksyon ant de lazè yo, ki ekivalan a de konsekitif / de paralèl sèl-gwo bout bwa soude lazè ak yon pouvwa nan 1750W. Gen prèske pa gen okenn efè prechofaj, ak konpòtman an koule pisin fonn se menm jan ak sa yo ki nan soude lazè sèl-gwo bout bwa. (3) Lè espas plas la se 0.5-1mm, sifas miray la nan ti twou yo se plat nan de aranjman yo, pwofondè nan ti twou yo piti piti diminye, ak anba a piti piti separe. Twoub ki genyen ant ti twou yo ak koule nan pisin lan fonn sifas yo nan 0.8mm. Pi fò a. Pou soude seri, longè pisin nan fonn ogmante piti piti, lajè a se pi gwo lè espas plas la se 0.8mm, ak efè a prechofaj se pi evidan lè espas la plas se 0.8mm. Efè fòs Marangoni piti piti febli, ak plis likid metal koule nan tou de bò pisin lan fonn. Fè distribisyon an lajè fonn pi inifòm. Pou soude paralèl, lajè pisin nan fonn ogmante piti piti, ak longè a maksimòm nan 0.8mm, men pa gen okenn efè prechofaj; reflow la tou pre sifas ki te koze pa fòs la Marangoni toujou egziste, ak reflow la anba nan pati anba a nan ti twou a piti piti disparèt; jaden an koule kwa-seksyonèl se pa osi bon ke Li fò nan seri, twoub la diman afekte koule a sou tou de bò nan pisin lan fonn, ak lajè a fonn se inegal distribye.
Lè poste: Oct-12-2023
