Sweissamestelling
1. Monteringsgaping en wanbelyning
Die kwaliteit van montering is van kritieke belang om sweiskwaliteit te verseker. Oormatige monteringsgapings of wanbelyning kan maklik defekte soos deurbranding, swak sweisvorming en onvolledige penetrasie veroorsaak. Die monteringsgaping vir filet- en stomplasse moet so klein as moontlik wees. Tabel 8-2 lys die vereistes vir gapings en wanbelyning in handlaser-outogene sweiswerk.
Om werkstukafmetings te verseker, vervorming te verminder en wanbelyning van die area wat gesweis moet word as gevolg van torsievervorming tydens sweiswerk te voorkom, word pigsweiswerk gewoonlik voor sweiswerk vereis. Dieselfde prosesmetode as formele sweiswerk word gebruik vir samestellingspigsweiswerk. Die lengte van pigsweislasse is 20–30 mm, en die kwaliteitsvereistes vir pigsweislasse (bv. penetrasiediepte en -breedte) is laer as dié vir formele sweiswerk. 'n Vinniger bewegingspoed word gewoonlik vir pigsweiswerk gebruik as vir formele sweiswerk. Op die uitgangspunt om betroubare verbinding van pigsweislasse te verseker, moet pigsweislasse plat, lank en dun wees, en nie buitensporig groot, wyd of hoog wees nie. Pigsweislasse benodig ook voldoende beskerming om oksidasie te voorkom.
3. Beslag en klampe
Lasersweiswerk word meestal gebruik virdunplaat-sweisingIn dunplaat-sweiswerk word sweiswerk gewoonlik aan die voorkant van die werkstuk uitgevoer, met voldoende smelting aan die agterkant om 'n goed gevormde agterlas te verkry. Vir parameterkeuse: lae hitte-invoer kan onvolledige smelting aan die agterkant veroorsaak; hoë hitte-invoer, terwyl volle penetrasie aan die agterkant verseker word, kan lei tot deurbranding as gevolg van die swaartekrag van gesmelte metaal of 'n oneweredige smeltwydte relatief tot die dikte van die werkstuk. Om deurbranding te voorkom, indien die werkstuk klemming toelaat, moet toebehore gebruik word om die werkstuk tydens dunplaat-sweiswerk vas te klem - die voorkant druk en 'n koper- of vlekvrye staal-agterplaat aan die agterkant plaas. Dit voorkom veranderinge in samestellingsgapings of wanbelyning wat veroorsaak word deur sweisvervorming en vermy termiese ineenstorting. Wanneer die werkstuk ongelyke hitte-afvoer oor streke het as gevolg van strukturele redes, is die gebruik van toebehore om hitte-afvoer te balanseer ook effektief, met die doel om sweislasse met eenvormige afmetings aan beide voor- en agterkante te vorm.
Seleksie van sweisparameters
Oor die algemeen sluit lasersweisparameters laserkrag, laserpulswydte, defokushoeveelheid, sweisspoed en beskermingsgas in.
1.Laserkrag
Daar is 'n drempellaser-kragdigtheid in lasersweiswerk. Onder hierdie drempel is die penetrasiediepte vlak; sodra dit bereik of oorskry word, neem die penetrasiediepte aansienlik toe. Plasma word slegs gegenereer wanneer die laser-kragdigtheid op die werkstuk die drempel oorskry, wat dui op stabiele diep penetrasiesweiswerk. Onder die drempel vind slegs oppervlaksmelting plaas (stabiele hittegeleidingsweiswerk). Naby die kritieke toestand vir sleutelgatvorming wissel diep penetrasie en hittegeleidingsweiswerk af, wat lei tot 'n onstabiele proses met groot skommelinge in penetrasiediepte. Laserdrywing is een van die mees kritieke parameters in laserverwerking en 'n sleutelbepaler van die sweispenetrasiediepte. Vir 'n vaste gefokusde puntdiameter is laser-kragdigtheid eweredig aan laserdrywing: hoër drywing verhoog die penetrasiediepte en sweisspoed. Oormatige drywing veroorsaak egter ernstige oorverhitting van die gesmelte poel, verhoog die sweiswydte en hitte-geaffekteerde sone (HAZ), en lei tot meer spatsels, wat die sweislens kan besoedel. Met hoë drywing kan die oppervlaklaag tot kookpunt verhit word en binne mikrosekondes aansienlik verdamp, wat dit ideaal maak vir materiaalverwyderingsprosesse soos boor, sny en gravering. Met laer krag neem dit die oppervlak millisekondes om kookpunt te bereik, en die onderliggende laag smelt voor oppervlakverdamping, wat goeie smeltsweising vergemaklik.
2. Laserpulswydte
Laserpulswydte, of "pulswydte", is 'n sleutelparameter in gepulseerde lasersweiswerk. Dit word bepaal deur penetrasiediepte en HAZ: langer pulswydtes verhoog HAZ, en penetrasiediepte neem toe met die vierkantswortel van pulswydte. Langer pulswydtes verminder egter piekkrag, daarom word hulle gewoonlik gebruik vir hittegeleidingsweiswerk, wat wye, vlak sweislasse vorm - veral geskik vir oorlappingslasse van dun en dik plate. Lae piekkrag veroorsaak egter oormatige hitte-invoer, en elke materiaal het 'n optimale pulswydte vir maksimum penetrasiediepte.
3. Seleksie van Defokushoeveelheid
Die posisie van die gefokusde plek is krities inlaserfusiesweisingWanneer die fokus bo die werkstukoppervlak is, is die penetrasiediepte klein, wat diep penetrasiesweiswerk bemoeilik. Wanneer die fokus onder die oppervlak is, is die kragdigtheid binne die werkstuk hoër as op die oppervlak, wat sterker smelting en verdamping bevorder, wat energie in staat stel om dieper in die werkstuk oor te dra en die penetrasiediepte verhoog. Daar is twee defokusmodusse: positiewe defokus (fokusvlak bo die werkstuk) en negatiewe defokus (fokusvlak onder die werkstuk). In die praktyk word negatiewe defokus gebruik vir dik plate wat groot penetrasiediepte benodig, met die laserfokus tipies 1-2 mm onder die werkstukoppervlak. Vir dun plate word positiewe defokus verkies, met die fokus 1-1.5 mm bo die oppervlak.
4. Sweisspoed
Met ander parameters vas, neem die penetrasiediepte af soos die sweisspoed toeneem, terwyl doeltreffendheid verbeter. Oormatige hoë snelhede voldoen nie aan die penetrasievereistes nie; oormatige lae snelhede veroorsaak oorsmelting, wye sweislasse, HAZ-oorverhitting en verhoogde neiging tot warm krake.gepulseerde lasersweiswerk, spoed word ook bepaal deur die maksimum pulsfrekwensie en vereiste puntoorvleueling—elke daaropvolgende pulspunt moet tot 'n mate oorvleuel. Dus, vir 'n gegewe laserkrag en materiaaldikte, is daar 'n optimale spoedbereik, waarbinne maksimum penetrasiediepte teen 'n spesifieke spoed bereik word.
5. Beskermingsgas
Inerte gasse word dikwels gebruik om die gesmelte poel tydens lasersweiswerk te beskerm. Terwyl sommige materiale dalk nie beskerming teen oppervlakoksidasie benodig nie, doen die meeste toepassings dit wel. Tradisioneel word Ar, N₂ en He vir aluminiumlegeringslasersweiswerk gebruik om oksidasie te voorkom. Teoreties is He die ligste met die hoogste ionisasie-energie, maar teen lae krag en hoë snelhede is plasma swak, wat verskille tussen gasse tot die minimum beperk. Studies toon dat N₂ onder dieselfde toestande makliker sleutelgatvorming veroorsaak as gevolg van eksotermiese reaksies met Al; die gevolglike Al-NO ternêre verbindings het hoër laserabsorpsie. Suiwer N₂ vorm egter bros Al-N fases en porieë in sweislasse. Inerte gasse, wat liggewig is, ontsnap sonder om porieë te veroorsaak, wat gemengde gasse meer effektief maak. Onlangs het navorsing oor Al-lasersweiswerk met behulp van Ar-O₂ en N₂-O₂ mengsels toegeneem.
6. Materiaalabsorpsie
Materiaalabsorpsie van laserenergie hang af van eienskappe soos absorptiwiteit, reflektiwiteit, termiese geleidingsvermoë, smelttemperatuur en verdampingstemperatuur, met absorptiwiteit as die mees kritieke faktor. Faktore wat absorptiwiteit beïnvloed, sluit in:
Elektriese weerstand: Vir gepoleerde oppervlaktes is absorpsie eweredig aan die vierkantswortel van weerstand, wat met temperatuur wissel.
Oppervlaktoestand: Beïnvloed die absorpsievermoë en dus die sweisresultate beduidend.
Gebruikswenke en taboes vir handmatige vesellaser-sweising
1. Vermy boogstraling
Handmatige vesellaser-sweismasjieneGebruik klas 4-vesellasers wat (1080 ± 3) nm-straling uitstraal met 'n uitsetkrag van meer as 1000 W (afhangende van die model). Direkte of indirekte blootstelling kan oë of vel beskadig. Alhoewel die straal onsigbaar is, kan dit onomkeerbare skade aan die retina of kornea veroorsaak. Dra altyd gesertifiseerde laserveiligheidsbril wanneer die laser werk. Moet nooit direk na die uitsetkop kyk terwyl die laser aangeskakel is nie, selfs nie met 'n veiligheidsbril nie.
2. Instelling van sweisparameters
Stel lae laserkrag op die raakskerm (soos getoon in Figuur 8-2). Plaas die sweiskop se koperspuitstuk teen die werkstuk en druk die fakkelskakelaar om laser vir sweiswerk uit te straal. Tipiese parameters: laserfrekwensie 5000Hz, galvanometerspoed 300–600, gasvertraging >100ms, 100% werksiklus vir deurlopende emissie. Pas die sweiswydte aan gebaseer op samestellingsgapings; krag is verstelbaar van 0–1000W (0–100% van maksimum). Nadat u die parameters ingevoer het, klik "OK" en stoor sodat die instellings in werking tree.
4. Moenie die sweisspoed oormatig verhoog nie
Laslasse word gevorm deur die laserbron te beweeg (sien Figuur 8-3). Diepte en breedte hang af van spoed en krag, met tipiese snelhede van 1–3 m/min, wat gladde, skaalvrye oppervlaktes met 'n aspekverhouding <1 lewer. Vir vaste stroom en spanning beïnvloed die verandering van spoed direk die hitte-invoer, wat penetrasie en breedte verander. Oormatige hoë snelhede veroorsaak onvoldoende verhitting, wat lei tot verminderde penetrasie, nou breedte, ondersnyding, porieë en onvolledige penetrasie.
Meganiese skoonmaak: Gebruik vlekvrye staalborsels of pneumatiese wiele om oksiede te verwyder totdat 'n helderwit afwerking verkry word. Sweis onmiddellik na polering; poleer weer indien sweiswerk langer as 36 uur vertraag word.
Chemiese skoonmaak: Verwyder oksiede deur chemiese reaksies te gebruik (metodes verskil volgens materiaal). Tabel 8-3 lys chemiese skoonmaakmetodes vir aluminiumlegerings. Verwyder olie/stof met organiese oplosmiddels (petrol, isopropylalkohol) deur te week, af te vee en droog te maak.
5. Minimaliseer Porositeit
Waterstofporieë is algemeen in aluminiumlegeringslasersweiswerk. Verminder hulle deur oppervlakvog, olie en oksiede te verwyder. Die verlenging van die afkoeltyd van die smeltpoel (deur die pulswydte te verhoog) help gasse om te ontsnap, aangesien lasersweiswerk se vinnige termiese siklus gasvrystelling beperk. Vermy fokus- of negatiewe defokusposisies, waar intense smeltpoelreaksies en legeringsverdamping porositeit verhoog; gebruik sagter energie via aangepaste defokus om verdamping te verminder.
6. Gee aandag aan die postuur waarop die fakkel vashou.
Handlaserfakkels (sien Figuur 8-4) is swaarder as TIG-fakkels en het dik kabels, wat moegheid van die operateur veroorsaak. Vir langdurige sweiswerk, hou die fakkel met albei hande vas, hou die spuitstuk in kontak met die werkstuk, rig die las visueel in lyn en trek die fakkel bestendig na jouself toe. Pas postuur aan gebaseer op sweisposisie om moegheid en lastelling te verminder.
7. Voorkom laserbeserings
Onbehoorlike werking kan ongelukke veroorsaak. Volg hierdie reëls:
Moet nooit tydens werking na die laseruitsetkop staar nie.
Moenie gebruik nievesellasersin dowwe/donker omgewings.
Moet nooit die flitslig op mense rig wanneer die toestel aktief is nie.
Gebruik metaalversperrings binne 3 m van die sweisarea.
Beperk toegang tot die sweissone slegs tot operateurs.
Dra beskermende toerusting (gesertifiseerde veiligheidsbril, maskers, handskoene). Moet nooit na die uitvoerkop staar terwyl die laser aangeskakel is nie, selfs nie met 'n veiligheidsbril nie.
Hanteer die fakkel en kabel versigtig (minimum buigradius >200 mm).
Deaktiveer die laseruitstralingsleutel wanneer dit nie gebruik word nie.
Verseker die kwaliteit van die spuitstuk vir effektiewe gasbeskerming:
Gladde binnewande, konsentries met die laser.
Vervang misvormde spuitstukke onmiddellik om bestendige fakkelbeweging te handhaaf.
Die grootte van die spuitstukopening (sien Figuur 8-6) beïnvloed die sweiskwaliteit: groter openinge verhoog gasvloei, versnel stolling en verhoog die risiko van porositeit/kraak.
8. Vermy hoë snelhede vir kraakgevoelige legerings
Handmatige lasersweiswerkgebruik outogene, draadvrye, ossillerende galvanometerfakkels. Hoë snelhede verminder penetrasie, vernou sweislasse, veroorsaak ondersnyding en ontwrig die beskermende gasbedekking, wat beskerming versleg. Gebruik laer snelhede vir kraaksensitiewe legerings.
9. Verseker die kwaliteit van die voeg
Temperatuurverskille en draadlose sweiswerk kan deurbranding, kraters of kraterskeure veroorsaak. Sweis aanhoudend om stilstand te verminder; indien stilstand onvermydelik is (bv. posisieveranderinge, gesegmenteerde sweiswerk), vertraag effens (10 mm) voordat u stop om kraters te voorkom. Begin weer 20 mm agter die vorige krater vir oorvleueling en kwaliteit.
10. Volg die korrekte fakkelbeweging
Trek die fakkel na jouself toe (van ver na naby) sonder laterale ossillasie. Handhaaf 'n bestendige spoed terwyl jy konsekwente sweisvorming monitor. Vir vertikale sweiswerk, gebruik afwaartse beweging (nie opwaarts nie) om vinnige stolling te benut en bestendige beweging te verseker.
11. Vermy ondersnyding, klein filette en ineenstorting in oorlappingslasse
Vir oorlappingslasse, pas die laserinvalshoek aan sodat die galvanometer 2/3 van die vertikale plaat bedek (sien Figuur 8-7). Dit smelt die vertikale plaat (as vulstof) en 1/3 van die basisplaat via hittegeleiding, wat 'n voldoende groot las na afkoeling vorm. Swak oorlappingslasse verswak lassterkte, verminder kraakweerstand of veroorsaak strukturele mislukking – vermy ondersnyding.
12. Verminder reflektiwiteit in aluminiumlegeringssweiswerk
Aluminium weerkaats 60–98% van laserenergie. Reflektiwiteit daal skerp by die smeltpunt en stabiliseer wanneer dit gesmelt is. Absorptiwiteit neem af met toenemende invalshoek; maksimum absorpsie vind plaas by normale inval (pas aan vir lensbeskerming). Verminder reflektiwiteit deur oksiede te verwyder via meganiese/chemiese skoonmaak.
13. Behoorlike gebruik van beskermingsgas
Beskermingsgas beïnvloed sweisvorming, penetrasie en breedte. Die meeste gasse verbeter kwaliteit, maar kan nadele hê:
Ar: Lae ionisasie-energie, hoë plasmavorming (wat laserdoeltreffendheid verminder), maar inert, laekoste en dig—wat die smeltpoel effektief bedek (ideaal vir algemene gebruik).
N₂: Matige ionisasie-energie (verminder plasma beter as Ar), maar reageer met aluminium/koolstofstaal om bros nitrides te vorm, wat taaiheid verminder (nie aanbeveel vir hierdie materiale nie). Geskik vir vlekvrye staal, waar nitrides sterkte verbeter.
14. Beskermingsgasvloeitempo
Gas word teen spesifieke druk deur die spuitstuk uitgewerp. Die spuitstuk se hidrodinamiese ontwerp en uitlaatdeursnee is krities: groot genoeg om die sweislas te bedek, maar beperk om turbulente vloei te voorkom (wat lug intrek en porositeit veroorsaak). Vir handlasersweiswerk is die tipiese vloeitempo 7L/min. Oormatige vloei roer kontaminante in die gesmelte poel in, wat die suiwerheid van die gas in die gedrang bring – kies die korrekte vloeitempo.
15. Laserfokusposisie
Fokusposisie: Kleinste kol, hoogste energie—gebruik virpuntsweisingof lae-energie, minimale puntgroottevereistes (sien Figuur 8-8).
Negatiewe defokus: Groter kol (neem toe met afstand vanaf fokus)—geskik vir diep penetrasie-kontinue sweiswerk en diep kolsweiswerk.
Positiewe defokus: Groter kol (neem toe met afstand vanaf fokus)—geskik vir oppervlakverseëling of lae-penetrasie kontinue sweiswerk.
Beheer vir volle penetrasiesweising: 'n Effense kleurverandering aan die agterkant dui op goeie gehalte; duidelike merke/penetrasie veroorsaak spatsels of diep groewe in deurlopende sweising. Pas fokus, energie en golfvorm aan gebaseer op monsters. Gebruik kleiner kolle vir dunner materiale om deurbranding te vermy.
Plasingstyd: 21 Augustus 2025
