Die dubbelbalk sweismetode word voorgestel, hoofsaaklik om die aanpasbaarheid van op te loslaser sweiswerkom akkuraatheid te monteer, die stabiliteit van die sweisproses te verbeter en die kwaliteit van die sweislas te verbeter, veral vir dunplaatsweiswerk en aluminiumlegeringssweiswerk. Dubbelstraallasersweiswerk kan optiese metodes gebruik om dieselfde laser in twee afsonderlike ligstrale te skei vir sweiswerk. Dit kan ook twee verskillende tipes lasers gebruik om te kombineer, CO2-laser, Nd:YAG-laser en hoëkrag-halfgeleierlaser. gekombineer kan word. Deur die bundelenergie, balkspasiëring en selfs die energieverspreidingspatroon van die twee balke te verander, kan die sweistemperatuurveld gerieflik en buigsaam aangepas word, wat die bestaanspatroon van die gate en die vloeipatroon van die vloeibare metaal in die gesmelte swembad verander , wat 'n beter oplossing vir die sweisproses bied. Die groot spasie van keuse is ongeëwenaard deur enkelstraal lasersweiswerk. Dit het nie net die voordele van groot lasersweispenetrasie, vinnige spoed en hoë presisie nie, maar het ook groot aanpasbaarheid by materiale en lasse wat moeilik is om met konvensionele lasersweiswerk te sweis.
Beginsel vandubbelstraal lasersweiswerk
Dubbelstraal-sweiswerk beteken die gebruik van twee laserstrale op dieselfde tyd tydens die sweisproses. Die straalrangskikking, straalspasiëring, hoek tussen die twee strale, fokusposisie en die energieverhouding van die twee strale is alles relevante instellings in dubbelstraallasersweiswerk. parameter. Normaalweg, tydens die sweisproses, is daar oor die algemeen twee maniere om die dubbele balke te rangskik. Soos in die figuur getoon, is een in serie langs die sweisrigting gerangskik. Hierdie reëling kan die afkoeltempo van die gesmelte swembad verminder. Verminder die verhardingsneiging van die sweislas en die opwekking van porieë. Die ander is om hulle langs mekaar of dwars aan beide kante van die sweislas te rangskik om die aanpasbaarheid by die sweisgaping te verbeter.
Dubbelstraal laser sweis beginsel
Dubbelstraal-sweiswerk beteken die gebruik van twee laserstrale op dieselfde tyd tydens die sweisproses. Die straalrangskikking, straalspasiëring, hoek tussen die twee strale, fokusposisie en die energieverhouding van die twee strale is alles relevante instellings in dubbelstraallasersweiswerk. parameter. Normaalweg, tydens die sweisproses, is daar oor die algemeen twee maniere om die dubbele balke te rangskik. Soos in die figuur getoon, is een in serie langs die sweisrigting gerangskik. Hierdie reëling kan die afkoeltempo van die gesmelte swembad verminder. Verminder die verhardingsneiging van die sweislas en die opwekking van porieë. Die ander is om hulle langs mekaar of dwars aan beide kante van die sweislas te rangskik om die aanpasbaarheid by die sweisgaping te verbeter.
Vir 'n tandem-gerangskik dubbel-straal laser sweisstelsel, is daar drie verskillende sweismeganismes, afhangende van die afstand tussen die voorste en agterste balke, soos getoon in die figuur hieronder.
1. In die eerste tipe sweismeganisme is die afstand tussen die twee ligstrale relatief groot. Een ligstraal het 'n groter energiedigtheid en is op die oppervlak van die werkstuk gefokus om sleutelgate in die sweiswerk te produseer; die ander ligstraal het 'n kleiner energiedigtheid. Slegs gebruik as 'n hittebron vir voor- of na-sweis hittebehandeling. Deur hierdie sweismeganisme te gebruik, kan die verkoelingstempo van die sweisswembad binne 'n sekere reeks beheer word, wat voordelig is vir die sweis van sekere materiale met hoë kraaksensitiwiteit, soos hoë koolstofstaal, legeringstaal, ens., en kan ook die taaiheid verbeter van die sweislas.
2. In die tweede tipe sweismeganisme is die fokusafstand tussen die twee ligstrale relatief klein. Die twee ligstrale produseer twee onafhanklike sleutelgate in 'n sweispoel, wat die vloeipatroon van die vloeibare metaal verander en help om beslaglegging te voorkom. Dit kan die voorkoms van defekte soos rande en sweiskraalbulte uitskakel en die sweisvorming verbeter.
3. In die derde tipe sweismeganisme is die afstand tussen die twee ligstrale baie klein. Op hierdie tydstip produseer die twee ligstrale dieselfde sleutelgat in die sweisswembad. In vergelyking met enkelstraal lasersweiswerk, omdat die sleutelgatgrootte groter word en nie maklik is om toe te maak nie, is die sweisproses meer stabiel en die gas is makliker om te ontlaai, wat voordelig is om porieë en spatsels te verminder, en om deurlopende, eenvormige en pragtige sweislasse.
Tydens die sweisproses kan die twee laserstrale ook teen 'n sekere hoek met mekaar gemaak word. Die sweismeganisme is soortgelyk aan die parallelle dubbelbalk-sweismeganisme. Toetsresultate toon dat deur twee hoëkrag OO's met 'n hoek van 30° tot mekaar en 'n afstand van 1~2mm te gebruik, die laserstraal 'n tregtervormige sleutelgat kan verkry. Die sleutelgatgrootte is groter en meer stabiel, wat die sweiskwaliteit effektief kan verbeter. In praktiese toepassings kan die onderlinge kombinasie van die twee ligstrale verander word volgens verskillende sweistoestande om verskillende sweisprosesse te bereik.
6. Implementering metode van dubbel-straal laser sweiswerk
Die verkryging van dubbele strale kan verkry word deur twee verskillende laserstrale te kombineer, of een laserstraal kan in twee laserstrale verdeel word vir sweiswerk deur gebruik te maak van 'n optiese spektrometriestelsel. Om 'n ligstraal in twee parallelle laserstrale van verskillende kragte te verdeel, kan 'n spektroskoop of 'n spesiale optiese stelsel gebruik word. Die prent toon twee skematiese diagramme van ligverdelingsbeginsels wat fokusspieëls as straalverdelers gebruik.
Daarbenewens kan 'n reflektor ook as 'n bundelverdeler gebruik word, en die laaste reflektor in die optiese pad kan as 'n bundelverdeler gebruik word. Hierdie tipe reflektor word ook 'n daktipe reflektor genoem. Sy reflektiewe oppervlak is nie 'n plat oppervlak nie, maar bestaan uit twee vlakke. Die snylyn van die twee reflektiewe oppervlaktes is in die middel van die spieëloppervlak geleë, soortgelyk aan 'n dakrif, soos in die figuur getoon. ’n Straal parallelle lig skyn op die spektroskoop, word deur twee vlakke teen verskillende hoeke gereflekteer om twee ligstrale te vorm, en skyn op verskillende posisies van die fokusspieël. Na fokus word twee ligstrale op 'n sekere afstand op die oppervlak van die werkstuk verkry. Deur die hoek tussen die twee reflekterende oppervlaktes en die posisie van die dak te verander, kan gesplete ligstrale met verskillende fokusafstande en rangskikkings verkry word.
By die gebruik van twee verskillende tipeslaserstrale to vorm 'n dubbele balk, daar is baie kombinasies. 'n Hoëgehalte CO2-laser met 'n Gaussiese energieverspreiding kan vir die hoofsweiswerk gebruik word, en 'n halfgeleierlaser met 'n reghoekige energieverspreiding kan gebruik word om met die hittebehandelingswerk te help. Aan die een kant is hierdie kombinasie meer ekonomies. Aan die ander kant kan die krag van die twee ligstrale onafhanklik aangepas word. Vir verskillende verbindingsvorme kan 'n verstelbare temperatuurveld verkry word deur die oorvleuelende posisie van die laser en die halfgeleierlaser aan te pas, wat baie geskik is vir sweiswerk. Prosesbeheer. Daarbenewens kan YAG laser en CO2 laser ook gekombineer word in 'n dubbele straal vir sweiswerk, deurlopende laser en pols laser kan gekombineer word vir sweiswerk, en gefokusde straal en onstuimige straal kan ook gekombineer word vir sweiswerk.
7. Beginsel van dubbelstraal lasersweis
3.1 Dubbelstraal lasersweis van gegalvaniseerde plate
Gegalvaniseerde staalplaat is die materiaal wat die meeste in die motorbedryf gebruik word. Die smeltpunt van staal is ongeveer 1500°C, terwyl die kookpunt van sink slegs 906°C is. Daarom, wanneer die samesmeltingsmetode gebruik word, word 'n groot hoeveelheid sinkdamp gewoonlik gegenereer, wat veroorsaak dat die sweisproses onstabiel is. , wat porieë in die sweislas vorm. Vir skootgewrigte vind die vervlugting van die gegalvaniseerde laag nie net op die boonste en onderste oppervlaktes plaas nie, maar vind ook by die voegoppervlak plaas. Tydens die sweisproses stoot sinkdamp vinnig uit die gesmelte swembadoppervlak in sommige areas, terwyl dit in ander areas moeilik is vir sinkdamp om uit die gesmelte swembad te ontsnap. Op die oppervlak van die swembad is die sweiskwaliteit baie onstabiel.
Dubbelstraallasersweising kan die probleme met sweiskwaliteit wat deur sinkdamp veroorsaak word, oplos. Een metode is om die bestaanstyd en afkoeltempo van die gesmelte poel te beheer deur die energie van die twee balke redelik te pas om die ontsnapping van sinkdamp te vergemaklik; die ander metode is Maak sinkdamp vry deur vooraf te pons of te groef. Soos getoon in Figuur 6-31, word CO2-laser vir sweiswerk gebruik. Die YAG-laser is voor die CO2-laser en word gebruik om gate te boor of groewe te sny. Die voorafverwerkte gate of groewe bied 'n ontsnappingspad vir sinkdamp wat tydens daaropvolgende sweiswerk gegenereer word, wat verhoed dat dit in die gesmelte swembad bly en defekte vorm.
3.2 Dubbelstraal lasersweis van aluminiumlegering
As gevolg van die spesiale prestasie-eienskappe van aluminiumlegeringsmateriale, is daar die volgende probleme met die gebruik van lasersweis [39]: aluminiumlegering het 'n lae absorpsietempo van laser, en die aanvanklike reflektiwiteit van die CO2-laserstraaloppervlak oorskry 90%; aluminiumlegering laser sweisnate is maklik om te produseer Porositeit, krake; brand van legeringselemente tydens sweiswerk, ens. Wanneer enkellasersweiswerk gebruik word, is dit moeilik om die sleutelgat te vestig en stabiliteit te handhaaf. Dubbelstraallasersweiswerk kan die grootte van die sleutelgat vergroot, wat dit moeilik maak vir die sleutelgat om toe te maak, wat voordelig is vir gasontlading. Dit kan ook die afkoeltempo verminder en die voorkoms van porieë en sweiskrake verminder. Aangesien die sweisproses meer stabiel is en die hoeveelheid spatsels verminder word, is die sweisoppervlakvorm wat verkry word deur dubbelbalksweis van aluminiumlegerings ook aansienlik beter as dié van enkelbalksweiswerk. Figuur 6-32 toon die voorkoms van die sweisnaat van 3 mm dik aluminium-legeringsstuiksweiswerk met CO2-enkelstraallaser en dubbelstraallasersweiswerk.
Navorsing toon dat wanneer 2 mm dik 5000-reeks aluminiumlegering gesweis word, wanneer die afstand tussen die twee balke 0,6 ~ 1,0 mm is, die sweisproses relatief stabiel is en die sleutelgatopening wat gevorm word groter is, wat bevorderlik is vir die verdamping en ontsnapping van magnesium tydens die sweisproses. As die afstand tussen die twee balke te klein is, sal die sweisproses van 'n enkele balk nie stabiel wees nie. As die afstand te groot is, sal die sweispenetrasie beïnvloed word, soos getoon in Figuur 6-33. Boonop het die energieverhouding van die twee balke ook 'n groot impak op die sweisgehalte. Wanneer die twee balke met 'n spasiëring van 0.9mm in serie gerangskik word vir sweiswerk, moet die energie van die vorige balk toepaslik verhoog word sodat die energieverhouding van die twee balke voor en na groter as 1:1 is. Dit is nuttig om die kwaliteit van sweisnaat te verbeter, die smeltarea te vergroot en steeds gladde en pragtige sweisnaat te verkry wanneer die sweisspoed hoog is.
3.3 Dubbelbalksweiswerk van plate met ongelyke dikte
In industriële produksie is dit dikwels nodig om twee of meer metaalplate van verskillende diktes en vorms te sweis om 'n gesplitste plaat te vorm. Veral in die vervaardiging van motors word die toepassing van pasgemaakte spasies al hoe meer wydverspreid. Deur plate met verskillende spesifikasies, oppervlakbedekkings of eienskappe te sweis, kan die sterkte verhoog word, verbruiksgoedere verminder en kwaliteit verminder word. Lasersweis van plate van verskillende diktes word gewoonlik in paneelsweiswerk gebruik. ’n Groot probleem is dat die plate wat gesweis moet word vooraf met hoë-presisie-rande gevorm moet word en hoë-presisie-samestelling verseker. Die gebruik van dubbelbalksweiswerk van plate met ongelyke dikte kan aanpas by verskillende veranderinge in plaatgapings, stuikverbindings, relatiewe diktes en plaatmateriaal. Dit kan plate met groter rand- en gapingtoleransies sweis en sweisspoed en sweiskwaliteit verbeter.
Die belangrikste proses parameters van Shuangguangdong se sweis van ongelyke dikte plate kan verdeel word in sweis parameters en plaat parameters, soos getoon in die figuur. Sweisparameters sluit in die krag van die twee laserstrale, sweisspoed, fokusposisie, sweiskophoek, bundelrotasiehoek van die dubbelbalkstuiklas en sweisoffset, ens. Bordparameters sluit in materiaalgrootte, werkverrigting, snoeitoestande, bordgapings , ens. Die krag van die twee laserstrale kan afsonderlik volgens verskillende sweisdoeleindes aangepas word. Die fokusposisie is oor die algemeen op die oppervlak van die dun plaat geleë om 'n stabiele en doeltreffende sweisproses te bereik. Die sweiskophoek word gewoonlik gekies om ongeveer 6 te wees. As die dikte van die twee plate relatief groot is, kan 'n positiewe sweiskophoek gebruik word, dit wil sê, die laser word na die dun plaat gekantel, soos in die prentjie getoon; wanneer die plaatdikte relatief klein is, kan 'n negatiewe sweiskophoek gebruik word. Die sweisoffset word gedefinieer as die afstand tussen die laserfokus en die rand van die dik plaat. Deur die sweisoffset aan te pas, kan die hoeveelheid sweisduik verminder word en 'n goeie sweisdeursnit kan verkry word.
Wanneer jy plate met groot gapings sweis, kan jy die effektiewe balkverhittingsdeursnee vergroot deur die dubbele straalhoek te draai om goeie gapingsvulvermoëns te verkry. Die breedte van die bokant van die sweislas word bepaal deur die effektiewe straaldiameter van die twee laserstrale, dit wil sê die rotasiehoek van die straal. Hoe groter die rotasiehoek, hoe groter is die verhittingsreeks van die dubbele balk, en hoe groter is die breedte van die boonste deel van die sweislas. Die twee laserstrale speel verskillende rolle in die sweisproses. Een word hoofsaaklik gebruik om die naat binne te dring, terwyl die ander hoofsaaklik gebruik word om die dik plaatmateriaal te smelt om die gaping te vul. Soos getoon in Figuur 6-35, onder 'n positiewe balkrotasiehoek (die voorste balk werk op die dik plaat, die agterste balk werk op die sweislas), val die voorste balk op die dik plaat in om die materiaal te verhit en te smelt, en die volgende een Die laserstraal skep penetrasie. Die eerste laserstraal aan die voorkant kan die dik plaat net gedeeltelik smelt, maar dit dra grootliks by tot die sweisproses, want dit smelt nie net die kant van die dik plaat vir beter gapingsvulling nie, maar verbind ook die lasmateriaal vooraf sodat die volgende balke Dit is makliker om deur lasse te sweis, wat vir vinniger sweis moontlik maak. In dubbelbalksweiswerk met 'n negatiewe rotasiehoek (die voorste balk werk op die sweislas, en die agterste balk werk op die dik plaat), het die twee balke presies die teenoorgestelde effek. Eersgenoemde balk smelt die voeg, en laasgenoemde balk smelt die dik plaat om dit te vul. gaping. In hierdie geval moet die voorste balk deur die koue plaat sweis, en die sweisspoed is stadiger as om 'n positiewe balkrotasiehoek te gebruik. En as gevolg van die voorverhittingseffek van die vorige balk, sal laasgenoemde balk meer dik plaatmateriaal onder dieselfde krag smelt. In hierdie geval moet die krag van laasgenoemde laserstraal gepas verminder word. In vergelyking kan die gebruik van 'n positiewe balkrotasiehoek die sweisspoed toepaslik verhoog, en die gebruik van 'n negatiewe balkrotasiehoek kan beter gapingsvulling verkry. Figuur 6-36 toon die invloed van verskillende balkrotasiehoeke op die dwarssnit van die sweislas.
3.4 Dubbelstraallasersweis van groot dik plate Met die verbetering van laserkragvlak en straalkwaliteit het lasersweis van groot dik plate 'n werklikheid geword. Omdat hoëkraglasers egter duur is en sweis van groot dik plate gewoonlik vulmetaal vereis, is daar sekere beperkings in werklike produksie. Die gebruik van dubbelstraallasersweistegnologie kan nie net die laserkrag verhoog nie, maar ook die effektiewe straalverhittingsdeursnee verhoog, die vermoë verhoog om vuldraad te smelt, die lasersleutelgat te stabiliseer, sweisstabiliteit te verbeter en sweiskwaliteit te verbeter.
Postyd: 29-Apr-2024
