Kao napredni alat za obradu, laser igra sve važniju ulogu u oblasti industrijskog zavarivanja. Iako tradicionalna tehnologija laserskog zavarivanja može do određene mjere kontrolisati ove nedostatke, njen učinak je često ograničen fiksnim parametrima i procesima zavarivanja. Posljednjih godina, pojava tehnologije laserskog zavarivanja sa rotirajućim laserom pruža novo rješenje za kontrolu nedostataka zavarivanja. Uvođenjem zamaha laserskog snopa tokom procesa zavarivanja, tehnologija može značajno poboljšati dinamičke karakteristike zavarivačke kupke, čime se optimizuje kvalitet zavarivanja. Tehnologija laserskog zavarivanja sa rotirajućim laserom se uglavnom zasniva na preciznoj kontroli laserskog snopa i tehnologiji zamaha kako bi se postiglo efikasno i visokokvalitetno zavarivanje.
Poboljšajte izgled:
Tokomproces zavarivanja, laserski snop se brzo i precizno zakreće kako bi pokrio cijelo područje zavarivanja. Kada se snop kreće duž smjera zavara, oscilira u različitim oblicima, kao što su krug, osmica i spirala. Chen i saradnici su koristili laserski snop za zavarivanje različitih aluminijskih legura i, u poređenju sa zavarivanjem bez laserskog snopa, morfologija prednjeg i zadnjeg zavara kod laserskog snopa za zavarivanje je značajno poboljšana. Pored toga, poprečno lasersko zavarivanje se koristi za povećanje prilagodljivosti zazora utora. Na nekim provodljivim spojnim radnim komadima potrebno je proširiti područje prekomjerne struje, također je potrebno proširiti metalnu spojnu površinu i također je potrebno zakrenuti laserski snop kako bi metalna spojna površina postala "U".
1. (a) i (b) statistika morfologije poprečnog presjeka zavara i veličine zavara pod različitim režimima njihanja; (c) Oblikovanje gornje površine zavara pod različitim režimima njihanja.
Poboljšajte loše spajanje bočnih zidova:
Defekt nefuzije bočnih zidova lako se javlja kod tradicionalnog laserskog zavarivanja s uskim razmakom ploča srednje debljine. Uzrok tome je neravnomjerna raspodjela laserske energije u ustima, pri čemu je unos topline u središte žlijeba velik, a unos topline u bočni zid žlijeba mali, što ne može stvoriti dobru kombinaciju. Ključna mjera za rješavanje defekta nefuzije bočnog zida je povećanje unosa topline u bočni zid. U procesu laserskog zavarivanja, razumnija raspodjela energije laserskog snopa na površini obratka može se postići zamahom snopa. Kada se širina žlijeba promijeni, amplituda zamaha snopa se podešava kako bi odgovarala širini žlijeba, kako bi se formirao efikasan unos topline u bočni zid.
2. Makroskopska slika zavara od prvog sloja (L1) do sedmog sloja (L7) za lasersko zavarivanje sa ili bez oscilacije.
Smanjite nedostatke poroznosti:
Mehanizam inhibicije laserskog zamaha na porama zavarivanja može se pripisati poboljšanju stabilnosti malih rupa i poboljšanju fluidnosti tekućeg metala. Slika 3 prikazuje ponašanje toka rastopljenog sloja koje pokazuju čestice trasera tokom procesa zavarivanja. Pomicanje svjetlosnog snopa uzrokuje da mala rupa formira visokofrekventno i brzo rotacijsko kretanje miješanja, što potiče prelijevanje mjehurića i ima efekat "hvatanja" očvrslih pora. Istovremeno, pomicanje svjetlosnog snopa povećava površinu male rupe i smanjuje vjerovatnoću njenog nestabilnog kolapsa i stvaranja mjehurića.
3. (a) i (b) putanje čestica trasera tokom zavarivanja; Površina otvora ključaonice: (c) bez nihajućeg lasera (d) nihajući laser.
Smanjite pukotine:
Termička pukotina je vrsta defekta koji nastaje u procesu zavarivanja zbog interakcije unutrašnjeg napona i metalurških faktora, a često se nalazi u zoni uticaja toplote (ZUT) zavarivanja. Formiranje takvih pukotina povezano je s osjetljivošću materijala na visoke temperature, naponom zavarivanja i hemijskim sastavom materijala. Tradicionalna tehnologija laserskog zavarivanja može proizvesti termičke pukotine u procesu zavarivanja, uglavnom iz sljedećih razloga: Prvo, zbog visokog unosa energije laserskog zavarivanja, što rezultira brzim zagrijavanjem i hlađenjem područja zavarivanja, što rezultira velikim termičkim gradijentom i termičkim naponom; Drugo, metalurška reakcija u procesu zavarivanja može dovesti do segregacije nečistoća s niskom tačkom topljenja, formirajući krhku fazu i povećavajući osjetljivost pukotina. Konačno, brzo očvršćavanje materijala može dovesti do heterogenosti mikrostrukture, a smjer rasta stupčastih kristala je od rastopljenog bazena prema centru, kao što je prikazano na slici 4. U ovom slučaju, osjetljivost na pucanje je značajno povećana.
4. Režim skrućivanja laserskim zavarivanjem (a) konvencionalno lasersko zavarivanje (b) zavarivanje rotirajućim laserom.
Tehnologija zavarivanja oscilirajućim laserom može efikasno smanjiti ili eliminirati pojavu vrućih pukotina uvođenjem oscilirajućeg laserskog snopa. Tokom procesa zavarivanja oscilirajućim laserom, periodične oscilacije laserskog snopa mogu potaknuti protok metala u rastopljenom sloju, čime se poboljšava ujednačenost mikrostrukture, a zrno raste koaksijalno u središtu rastopljenog sloja, kao što je prikazano na slici 5. Ova koaksijalna zrna djeluju kao zaštitna barijera koja sprječava širenje pukotina i djeluju kao sloj toplinske izolacije kako bi spriječio daljnje širenje pukotina. Istovremeno, oscilirajući laser pomaže u smanjenju stvaranja krhke faze zbog segregacije komponenti, smanjujući rizik od termičkog pucanja.
5. (A) karakteristike mikrostrukture skrućivanja konvencionalnih laserskih zavara (B) karakteristike mikrostrukture skrućivanja laserskih zavara sa kretanjem u smjeru krivulje (CCW).
U poređenju sa laserskim samofuzijskim zavarivanjem, tehnologija zavarivanja sa rotirajućim laserom prepoznata je kao efikasan način za smanjenje tendencije poroznosti i poboljšanje nedostataka poput nefuzije bočnih zidova. Zbog efekta miješanja snopa na rastopljeni sloj, ima značajne prednosti u poboljšanju prilagođavanja zazora, poboljšanju ujednačenosti mikrostrukture i pročišćavanju zrna. Primjena tehnologije laserskog zavarivanja sa rotirajućim laserom može učiniti lasersko zavarivanje širom upotrebom, a lasersko efikasno precizno zavarivanje može se postići za veće radne komade i šire zavare, odnosno smanjuje se osnovni proces i tačnost montaže proizvoda.
Vrijeme objave: 21. februar 2025.
