Сварка – это процесс соединения двух или более металлов посредством нагрева. Сварка обычно включает нагрев материала до точки плавления, в результате чего основной металл плавится и заполняет зазоры между соединениями, образуя прочное соединение. Лазерная сварка — это метод соединения, в котором в качестве источника тепла используется лазер.
В качестве примера возьмем силовую батарею с квадратным корпусом: сердечник батареи соединен лазером через несколько частей. В течение всего процесса лазерной сварки прочность соединения материалов, эффективность производства и уровень брака — это три вопроса, которые больше всего беспокоят отрасль. Прочность соединения материалов может отражаться глубиной и шириной металлографического проникновения (тесно связанной с источником лазерного света); эффективность производства в основном связана с возможностями обработки источника лазерного света; процент дефектов в основном связан с выбором источника лазерного света; поэтому в этой статье обсуждаются наиболее распространенные из них на рынке. Проводится простое сравнение нескольких источников лазерного света в надежде помочь коллегам-разработчикам процессов.
Потому чтолазерная сваркаПо сути, это процесс преобразования света в тепло, в котором задействовано несколько ключевых параметров: качество луча (BBP, M2, угол расхождения), плотность энергии, диаметр сердцевины, форма распределения энергии, адаптивная сварочная головка, обработка. Технологические окна и обрабатываемые материалы. в основном используются для анализа и сравнения источников лазерного света этих направлений.
Сравнение одномодовых и многомодовых лазеров
Одномодовое многомодовое определение:
Одномодовый режим относится к единой схеме распределения лазерной энергии в двумерной плоскости, тогда как многомодовый относится к модели пространственного распределения энергии, образованной суперпозицией нескольких моделей распределения. Как правило, размер коэффициента качества луча M2 можно использовать для определения того, является ли выходной сигнал волоконного лазера одномодовым или многомодовым: M2 менее 1,3 — чистый одномодовый лазер, M2 между 1,3 и 2,0 — квазимодовый. одномодовый лазер (маломодовый), а М2 больше 2,0. Для многомодовых лазеров.
Потому чтолазерная сваркаПо сути, это процесс преобразования света в тепло, в котором задействовано несколько ключевых параметров: качество луча (BBP, M2, угол расхождения), плотность энергии, диаметр сердцевины, форма распределения энергии, адаптивная сварочная головка, обработка. Технологические окна и обрабатываемые материалы. в основном используются для анализа и сравнения источников лазерного света этих направлений.
Сравнение одномодовых и многомодовых лазеров
Одномодовое многомодовое определение:
Одномодовый режим относится к единой схеме распределения лазерной энергии в двумерной плоскости, тогда как многомодовый относится к модели пространственного распределения энергии, образованной суперпозицией нескольких моделей распределения. Как правило, размер коэффициента качества луча M2 можно использовать для определения того, является ли выходной сигнал волоконного лазера одномодовым или многомодовым: M2 менее 1,3 — чистый одномодовый лазер, M2 между 1,3 и 2,0 — квазимодовый. одномодовый лазер (маломодовый), а М2 больше 2,0. Для многомодовых лазеров.
Как показано на рисунке: На рисунке b показано распределение энергии одной фундаментальной моды, а распределение энергии в любом направлении, проходящем через центр круга, имеет форму кривой Гаусса. На рисунке а показано многомодовое распределение энергии, которое представляет собой пространственное распределение энергии, образованное суперпозицией нескольких одиночных лазерных мод. Результатом многомодовой суперпозиции является кривая с плоской вершиной.
Распространенные одномодовые лазеры: IPG YLR-2000-SM, SM — аббревиатура от одномодового. В расчетах используется коллимированный фокус 150-250 для расчета размера пятна фокусировки, плотность энергии составляет 2000 Вт, а плотность энергии фокуса используется для сравнения.
Сравнение одномодовых и многомодовыхлазерная сваркаэффекты
Одномодовый лазер: малый диаметр сердцевины, высокая плотность энергии, высокая проникающая способность, небольшая зона термического воздействия, похож на острый нож, особенно подходит для сварки тонких пластин и высокоскоростной сварки, может использоваться с гальванометрами для обработки крошечных части и детали с высокой отражающей способностью (детали с высокой отражающей способностью) уши, соединительные детали и т. д.), как показано на рисунке выше, одномодовый имеет меньшую замочную скважину и ограниченный объем внутренних паров металла под высоким давлением, поэтому обычно не есть такие дефекты как внутренние поры. На малых скоростях внешний вид грубый, без обдува защитным воздухом. На высоких скоростях добавляется защита. Качество газопереработки хорошее, эффективность высокая, сварные швы гладкие и плоские, процент текучести высокий. Подходит для многослойной сварки и сварки с проплавлением.
Многомодовый лазер: большой диаметр сердцевины, немного меньшая плотность энергии, чем у одномодового лазера, тупой нож, замочная скважина большего размера, более толстая металлическая конструкция, меньшее соотношение глубины к ширине и при той же мощности глубина проникновения на 30 % ниже. чем у одномодового лазера, поэтому он пригоден для использования. Подходит для обработки стыковой сварки и обработки толстых листов с большими монтажными зазорами.
Лазерный контраст с композитным кольцом
Гибридная сварка: луч полупроводникового лазера с длиной волны 915 нм и луч волоконного лазера с длиной волны 1070 нм объединяются в одной сварочной головке. Два лазерных луча распределяются коаксиально, а фокальные плоскости двух лазерных лучей можно гибко регулировать, так что изделие имеет как полупроводниковые, так и полупроводниковые свойства.лазерная сваркавозможности после сварки. Эффект яркий и имеет глубину волокналазерная сварка.
В полупроводниках часто используется большое световое пятно размером более 400 мкм, которое в основном отвечает за предварительный нагрев материала, плавление поверхности материала и увеличение скорости поглощения материала волоконным лазером (скорость поглощения материала лазером увеличивается с повышением температуры).
Кольцевой лазер: два модуля волоконного лазера излучают лазерный свет, который передается на поверхность материала через композитное оптическое волокно (кольцевое оптическое волокно внутри цилиндрического оптического волокна).
Два лазерных луча с кольцевым пятном: внешнее кольцо отвечает за расширение отверстия замочной скважины и плавление материала, а внутреннее кольцо отвечает за глубину проникновения, обеспечивая сварку со сверхнизким разбрызгиванием. Диаметры внутреннего и внешнего кольцевого силового сердечника лазера могут быть свободно согласованы, а диаметр сердечника может быть свободно согласован. Окно процесса более гибкое, чем окно одного лазерного луча.
Сравнение эффектов композитно-круглой сварки
Поскольку гибридная сварка представляет собой комбинацию полупроводниковой теплопроводной сварки и сварки с глубоким проплавлением оптоволокна, проплавление наружного кольца меньше, металлографическая структура более острая и тонкая; в то же время внешний вид является теплопроводным, ванна расплава имеет небольшие колебания, большой диапазон, а ванна расплава более стабильна, что придает ей более гладкий внешний вид.
Поскольку кольцевой лазер представляет собой комбинацию сварки с глубоким проплавлением и сварки с глубоким проплавлением, внешнее кольцо также может обеспечить глубину провара, что может эффективно расширить отверстие замочной скважины. Та же мощность имеет большую глубину проникновения и более толстую металлографию, но в то же время стабильность расплавленной ванны немного меньше. Колебания полупроводникового оптического волокна немного больше, чем у композитной сварки, а шероховатость относительно велика.
Время публикации: 20 октября 2023 г.
