1. Примеры применения
1) Плата для сращивания
В 1960-х годах компания Toyota Motor впервые внедрила технологию сварки заготовок по индивидуальному заказу. Он заключается в соединении двух или более листов вместе сваркой и последующей их штамповкой. Эти листы могут иметь разную толщину, материал и свойства. Из-за все более высоких требований к характеристикам и функциям автомобилей, таким как энергосбережение, защита окружающей среды, безопасность вождения и т. д., технология индивидуальной сварки привлекает все больше и больше внимания. Для сварки пластин можно использовать точечную сварку, стыковую сварку оплавлением,лазерная сварка, водородно-дуговая сварка и т. д. В настоящее времялазерная сваркав основном используется в зарубежных исследованиях и производстве сварных заготовок по индивидуальному заказу.
Сравнивая результаты испытаний и расчетов, результаты хорошо согласуются, что подтверждает правильность модели источника тепла. Была рассчитана и поэтапно оптимизирована ширина сварного шва при различных параметрах процесса. Наконец, было принято соотношение энергии луча 2:1, двойные лучи были расположены параллельно, луч большой энергии располагался в центре сварного шва, а луч малой энергии располагался у толстой пластины. Это может эффективно уменьшить ширину сварного шва. Когда два луча находятся под углом 45 градусов друг к другу. При расположении луч воздействует на толстую пластину и тонкую пластину соответственно. За счет уменьшения эффективного диаметра нагревательного луча уменьшается и ширина сварного шва.
2) Алюминий, сталь, разнородные металлы
В настоящем исследовании сделаны следующие выводы: (1) По мере увеличения отношения энергии луча толщина интерметаллического соединения в том же положении на границе раздела сварной шов/алюминиевый сплав постепенно уменьшается, и распределение становится более равномерным. При RS=2 толщина интерфейсного слоя IMC составляет 5-10 микрон. Максимальная длина свободной «игольчатой» ИМК составляет 23 микрона. При RS=0,67 толщина интерфейсного слоя ИМК составляет менее 5 мкм, а максимальная длина свободного «игольчатого» ИМК составляет 5,6 мкм. Толщина интерметаллида существенно уменьшается.
(2)Когда для сварки используется параллельный двухлучевой лазер, IMC на границе раздела сварной шов/алюминиевый сплав становится более неравномерным. Толщина слоя IMC на границе раздела сварной шов/алюминиевый сплав вблизи границы раздела сталь/алюминиевый сплав больше, максимальная толщина составляет 23,7 микрона. . По мере увеличения отношения энергии луча, когда RS = 1,50, толщина слоя IMC на границе раздела сварной шов/алюминиевый сплав все еще больше, чем толщина интерметаллического соединения в той же области последовательного двойного луча.
3. Т-образное соединение из алюминиево-литиевого сплава.
Что касается механических свойств лазерных сварных соединений алюминиевого сплава 2А97, исследователи изучили микротвердость, свойства растяжения и усталостные свойства. Результаты испытаний показали, что: зона сварного шва лазерного сварного соединения алюминиевого сплава 2А97-Т3/Т4 сильно размягчена. Коэффициент составляет около 0,6, что в основном связано с растворением и последующим затруднением осаждения упрочняющей фазы; Коэффициент прочности соединения алюминиевого сплава 2А97-Т4, сваренного волоконным лазером IPGYLR-6000, может достигать 0,8, но пластичность низкая, в то время как у волокна IPGYLS-4000лазерная сваркаКоэффициент прочности соединений алюминиевого сплава 2А97-Т3, сваренных лазерной сваркой, составляет около 0,6; Пористые дефекты являются причиной усталостных трещин в лазерных сварных соединениях сплава алюминия 2А97-Т3.
В синхронном режиме ФЗ по разным кристаллическим морфологиям состоит в основном из столбчатых и равноосных кристаллов. Столбчатые кристаллы имеют эпитаксиальную ориентацию роста EQZ, а направления их роста перпендикулярны линии плавления. Это связано с тем, что поверхность зерна EQZ представляет собой готовую зародышеобразующую частицу, и рассеивание тепла в этом направлении происходит наиболее быстро. Поэтому основная кристаллографическая ось вертикальной линии плавления растет преимущественно, а стороны ограничены. По мере роста столбчатых кристаллов к центру сварного шва структурная морфология меняется и образуются столбчатые дендриты. В центре сварного шва температура расплавленной ванны высокая, скорость отвода тепла одинакова во всех направлениях, зерна растут равноосно во всех направлениях, образуя равноосные дендриты. Когда первичная кристаллографическая ось равноосных дендритов точно касается плоскости образца, в металлографической фазе можно наблюдать явные цветкообразные зерна. Кроме того, под влиянием переохлаждения локальных компонентов в зоне сварного шва в зоне сварного шва Т-образного соединения синхронного режима обычно появляются равноосные мелкозернистые полосы, а морфология зерен в равноосной мелкозернистой полосе отличается от морфология зерен EQZ. Тот же внешний вид. Поскольку процесс нагрева в гетерогенном режиме TSTB-LW отличается от процесса в синхронном режиме TSTB-LW, существуют очевидные различия в макроморфологии и морфологии микроструктуры. Т-образное соединение TSTB-LW в гетерогенном режиме подверглось двум термическим циклам, продемонстрировав двойные характеристики ванны расплава. Внутри сварного шва имеется очевидная вторичная линия плавления, а ванна расплава, образующаяся при теплопроводной сварке, невелика. В гетерогенном режиме процесса TSTB-LW на сварной шов с глубоким проплавлением влияет процесс нагрева теплопроводной сварки. Столбчатые дендриты и равноосные дендриты вблизи вторичной линии плавления имеют меньше границ субзерен и превращаются в столбчатые или ячеистые кристаллы, что указывает на то, что процесс нагрева при теплопроводной сварке оказывает влияние термообработки на сварные швы с глубоким проплавлением. А размер зерна дендритов в центре теплопроводящего шва составляет 2-5 микрон, что значительно меньше размера зерна дендритов в центре шва с глубоким проплавлением (5-10 микрон). В основном это связано с максимальным нагревом сварных швов с обеих сторон. Температура связана с последующей скоростью охлаждения.
3) Принцип двухлучевой лазерной порошковой сварки.
4)Высокая прочность паяного соединения
В эксперименте по двухлучевой лазерной порошковой сварке, поскольку два лазерных луча распределяются бок о бок по обе стороны перемычки, дальность действия лазера и подложки больше, чем у однолучевой лазерной порошковой сварки, и полученные паяные соединения располагаются вертикально по отношению к перемычке. Направление проволоки относительно удлиненное. На рис. 3.6 показаны паяные соединения, полученные однолучевой и двухлучевой лазерной порошковой сваркой. В процессе сварки, будь то двухбалочныйлазерная сваркаметод или однолучевойлазерная сваркаВ этом методе на основном материале за счет теплопроводности образуется определенная расплавленная ванна. Таким образом, расплавленный основной металл в ванне расплава может образовывать металлургическую связь с расплавленным порошком самофлюсующегося сплава, тем самым обеспечивая сварку. При использовании двухлучевого лазера для сварки взаимодействие лазерного луча с основным материалом представляет собой взаимодействие зон действия двух лазерных лучей, то есть взаимодействие двух расплавленных ванн, образуемых лазером на материале. . Таким образом, получается новый сплав. Площадь больше, чем у однолучевого.лазерная сварка, поэтому паяные соединения, полученные двухлучевым способомлазерная сваркапрочнее однобалочныхлазерная сварка.
2. Высокая паяемость и повторяемость.
В однолучевом вариантелазерная сваркаэксперименте, поскольку центр сфокусированного пятна лазера непосредственно воздействует на провод микромоста, к проводу мостика предъявляются очень высокие требования клазерная сваркапараметры процесса, такие как неравномерное распределение плотности лазерной энергии и неравномерная толщина порошка сплава. Это приведет к поломке проволоки во время процесса сварки и даже к непосредственному испарению перемычки. В методе двухлучевой лазерной сварки, поскольку центры сфокусированных пятен двух лазерных лучей не воздействуют непосредственно на проволочные микромостики, снижаются строгие требования к параметрам процесса лазерной сварки проволок перемычки, а также свариваемость и повторяемость значительно улучшается. .
Время публикации: 17 октября 2023 г.
