In vergelyking met tradisionele sweismetodes,lasersweiswerkhet beduidende voordele – lae hitte-invoer, vinnige sweisspoed, klein hitte-geaffekteerde sone,
In onlangse jare is lasersweiswerk wyd gebruik in die motorbedryf, skeepsboubedryf, kernkragbedryf, lugvaart
Die lugvaartbedryf en ander hoëtegnologie-industrieë word al hoe meer wyd gebruik, en met die vermindering van die koste van volledige stelle toerusting, in die daaglikse hardewarevoorrade
En ander lewensverwante toepassings het vinnig begin groei. Maar terselfdertyd het enkellasersweiswerk ook sekere tekortkominge,
Kan nie aan die meer en meer uiteenlopende behoeftes voldoen nie: eerstens is die vereistes vir die gaping tussen die sweissamestelling en enkellasersweis baie streng,
Dit word gewoonlik vereis om 'n gaping < 0.2 mm te hê, anders is dit moeilik om 'n goeie verbinding te verkry; Tweedens,enkellasersweiswerkis hoogs sensitief vir sweiskrake
Dit is baie maklik om sweiskrake te veroorsaak, en die samestelling van die sweislas kan nie aangepas word om die opwekking van krake te beheer nie; Derdens, enkel
Lasersweiswerk vereis ultrahoë-kraglasers wanneer grootdikte plate gesweis word, en die penetrasievermoë daarvan hang geheel en al af van die krag van die laser.
En die sweiskwaliteit kan nie ten volle gewaarborg word nie.
Om aan die behoeftes van die ontwikkeling van verskeie nywerhede te voldoen, is die metodes van lasersweiswerk ook verbeter, en die ooreenstemmende ontwikkeling is ontwikkel, soos hierdie artikel.
Die laserdraadvulsweis en ander sweismetodes word beskryf. Laserdraadvulsweis is ontwikkel op die basis van enkellasersweis,
In vergelyking met enkellasersweiswerk, het dit duidelike voordele:
①Verminder die samestellingsvereistes van die werkstuk aansienlik, want omdat die sweisdraad by die sweisproses gevoeg word, sal die sweispoelmetaal aansienlik verhoog word en kan dit oorbrug word.
Verbind met 'n groter lasgaping, terwyl die las meer vol gemaak word;
Die mikrostruktuur-eienskappe van die sweisarea kan beheer word, omdat die samestelling van die sweisdraad verskil van dié van die basismateriaal van die sweislas.
Nadat die draad in die sweispoel saamgesmelt is, kan die kwaliteit, samestelling en proporsie van die sweispoel aangepas word om die stollingsproses en die vorming van mikrostruktuur te beheer.
(3) Die lynenergie-invoer is klein, die hitte-geaffekteerde sone en termiese vervorming is klein, wat baie bevorderlik is vir die sweis van die werkstuk met streng vervormingsvereistes;
④kan kleiner laserkrag-sweiswerk vir dikker materiale bereik, omdat die sweisdraad by die sweisproses gevoeg word, kan veelvuldige sweiswerk bereik word, en
Die metaal van die sweispoel sal aansienlik vergroot word, sodat die sweislas oopgemaak kan word om die werklike grootte van die sweisstuk te verminder.
Lasersweisdikte, en realiseer dan multikanaal-laserdraadsweisdikte plaatmateriaal.
Die verskil tussen laserdraadsweis en laserdraadsweis
Die vorm van laserdraadvullas word in Figuur 1 getoon, wat verskil van die laserdraadvullas wat in Figuur 2 getoon word. Die basiese elemente van beide sweismetodes is
Konsekwent, bestaan uit 'n laserstraal, sweisdraad, sweisonderdele, beskermende gas volgens werklike behoeftes om te besluit of om by te voeg, betrokke
En die hooftoerusting is draadvoermasjien, sweismasjien, draadvuller-sweis sagtegeweerkop, sweiskop, hoëkraglaser.
Figuur 1 Laserdraadsmeltsweising
Figuur 2 Laserdraadsoldeerwerk
Alhoewel daar basies geen verskil in die eksterne vorm van die twee sweismetodes is nie, is daar wel 'n beduidende verskil in wese. Wanneer laserdraad gesweis word,
Die laser gebruik gewoonlik 'n hoë-krag vesellaser, soos getoon in Figuur 3, die laser benodig nie net 'n sweisdraad nie, maar moet ook die basismetaal smelt en in
Die spesiale gat-effek van laser-dieppenetrasiesweiswerk word op die basismetaal gevorm, wat 'n diep smeltpoel vorm, en die samestelling van die sweisdraad word volledig gemeng met die metaalsamestelling van die basismetaal.
'n Nuwe hibriede smeltpoel word gevorm, en die elementsamestelling, proporsie en kwaliteit van die hibriede smeltpoel is groter as dié van die sweisdraad en die basismateriaal.
Daarom kan die toepaslike sweisdraad by die sweisproses gevoeg word volgens die prestasiedefekte van die basismateriaal self, om sodoende die sweisdoeltreffendheid te verbeter.
Op die oogvlak word die kraakweerstand, moegheidsweerstand, korrosiebestandheid, slytasiebestandheid en ander aspekte van die sweislas doelbewus verbeter.
Daarbenewens kan laserdraadsweiswerk meerkanaals gestapelde sweiswerk wees, want dit kan diep penetrasiesweiswerk met 'n kleingaatjie-effek bereik, wat bereik kan word.
Die volle samesmelting van die onderste twee lae van die laskraal vermy ernstige defekte van nie-samesmelting, sodat dit die vermoë het om verbindings met groot diktes te sweis.
Wanneerlaserdraadsoldeer, die laser gebruik gewoonlik 'n hoë-krag halfgeleierlaser, soos getoon in Figuur 4
Op die sweisdraad sal slegs 'n baie klein hoeveelheid laser op die sweislas inwerk en 'n klein hoeveelheid metaal op die oppervlak van die sweislas smelt, en die smeltpoel word amper gesmelt deur smelting.
Die sweisdraad word gevorm, dus hang die sweisprestasie hoofsaaklik af van die elementêre samestelling en verhouding van die sweisdraad en die gesmelte sweisdraad by die sweisplek.
Die hoofdoel van laserdraadsoldeerwerk is om 'n sekere verbindingssterkte van die sweislas te bereik.
En verseëling, en laserdraadsoldeerwerk kan nie multikanaal-gestapelde sweiswerk wees nie, die boonste en onderste twee lae van die sweislas kan basies nie solied wees nie.
Noudat die verbinding volledig en effektief saamgesmelt is, is die meganiese eienskappe daarvan baie swak.
Toepassingsveld van laserdraadsweising
Met die ontwikkeling van laserdraadvuller-sweistegnologie en die toename van die laserkraglimiet, die toepassingsreeks vanlaser draadvuller sweiswerk
Meer en meer uitgebreid, hoofsaaklik in die volgende aspekte:
Laserdraadsweis van aluminiumlegering
Oor die algemeen, omdat die aluminiumlegering self 'n hoë reflektiwiteit teenoor die laser en 'n hoë termiese geleidingsvermoë het, word die aluminiumlegering lasergesweis
Wanneer die benodigde laserkrag groot is, sal dit lei tot elemente met 'n lae kookpunt in aluminiumlegerings (soos Mg, Zn, ens.), ernstige verdamping en verbrandingsverlies.
Terselfdertyd beïnvloed die lae oppervlakspanning van die gesmelte poelmetaal die stollingseienskappe van die sweislas, en hierdie redes sal lei tot die bestaan van lasersweis-aluminiumlegerings.
Baie probleme – swak meganiese eienskappe van sweislasse, swak sweisvorming, porositeit en ernstige krake. In plaas daarvan word 'n laser gebruik om die draad te vul.
Die sweis van aluminiumlegering sal hierdie probleme aansienlik verbeter:
①laserdraadsweiswerk kan die depressie van die sweisoppervlak verbeter, die sweiswerk effektief verbeterTipe, en die sweisproses spatsel is klein;
②Die byvoeging van sweisdraad kan nie net die kristaloriëntasie van silindriese kristalle in die laslas beïnvloed nie, maar ook die laslas verdun.Die kristallyne koppelvlak wat gegenereer word deur die relatiewe groei van die kolomvormige kernkristal verbeter die sweisvorming, en verbeter ook die absorpsietempo van die materiaal na die laser.
Met die toename van smeltwydte neem die mikrohardheid effens af, en die treksterkte en verlenging van die verbinding sal beduidend wees onder die geoptimaliseerde prosesparameters.
Verbeter; (3) Sweising met toepaslike prosesparameters kan geen ooglopende interne defekte, mikrohardheid van HV60 of meer, en las-HAZ verkry nie.
Daar is geen duidelike versagting van die sweislas in die sone nie, en die breuk is in die basismateriaalarea tydens die trektoets.
Laserdraadsweis van verskillende metale
Vir sommige veeleisende werksomgewings of gebaseer op koste-oorwegings, is dit dikwels nodig om verskeie aspekte van 'n werkstuk gelyktydig te hê.
Spesiale eienskappe, soos korrosiebestandheid, hoë spesifieke sterkte, hittebestandheid, slytasiebestandheid, hoë geleidingsvermoë, goeie hitteafvoer, ens., maar die oorgrote meerderheid
Metaalmateriale kan nie 'n aantal meer prominente spesiale eienskappe gelyktydig hê nie, en metaalmateriale met spesiale eienskappe word dikwels
Skaars en duur, kan nie in groot hoeveelhede gebruik word nie, so as jy 'n verskeidenheid materiale met spesiale eienskappe kan maak om effektiewe verbinding te verkry, dan
Mag aan die gebruiksvereistes voldoen. Die verskil in fisiese en chemiese eienskappe van verskillende metaalmateriale is oor die algemeen groot, wat onvermydelik is in die sweisproses.
Die vorming van intermetalliese verbindings, wat 'n groot impak op die werkverrigting van sweislasse het, sal bros intermetalliese verbindings die las baie maklik maak om te produseer.
Dit is baie moeilik om direk 'n enkele laser te gebruik om verskillende metaalverbindings te sweis, en die prosesstabiliteit daarvan is moeilik om te beheer.
Moeilikheid met reproduksie. 'n Groot aantal geleerdes en kundiges het bevind dat laserdraadsweiswerk relatief goed is vir die sweis van verskillende metale, en die keuse is gepas.
Die vuldraad kan die vorming van intermetalliese verbindings tot 'n sekere mate inhibeer, en kan die meganika van sweislasse aansienlik verbeter.
Prestasie:
①Mg/Cu-oorlappingslas wat deur laserdraadvullas gesweis word, kan goed gevorm word onder toepaslike prosesparametersDie maksimum skuifsterkte van verskillende metaalverbindings met 'n sekere sterkte kan 164.2 MPa bereik, wat 64% van die magnesiumlegering-basismetaal is.
② Die sweis van Al/Ti-oorlappingsverbindings en stompverbindings word bestudeer, en die resultate toon dat die sweisproses stabiel is en gevorm word wanneer reghoekige ligkolle gebruik word.Pragtige, wye reeks prosesparameters, hoë sweiskwaliteit, die maksimum treksterkte bereik 94% van die aluminiumlegering-basismetaal;Verbeter sweisvorming.Vir werkstukke met laerdoeleindes, as die sweislas ineenstort, sal die effektiewe dikte daarvan verminder word, en die meganiese eienskappe sal verminder word as die sweislas byt.
Dit sal lei tot spanningskonsentrasie aan die rand van die sweislas, en die meganiese eienskappe sal verminder word. Vir die werkstuk met voorkomsvereistes, as die sweislas ineenstort
Om aan die rand vas te haak of te byt, kan 'n ernstige visuele impak hê en is onaanvaarbaar. Om die las volledig te maak, word laserdraadsweiswerk gebruik.
Dit is 'n baie goeie metode, want die sweisdraad word in die smeltpoel saamgesmelt, dit kan die volume van die smeltpoel effektief verhoog en dan verseker dat die sweislas vol is.
Bytranddefek.
Vir die werkstuk met 'n groot voeggaping (gewoonlik≥0.3mm), enkellasersweiswerk is moeilik om effektiewe verbinding te verkry, en kan slegs gevul word
Bykomende materiaal kan die sweisgaping vul, dus is laserdraadsweising 'n baie effektiewe oplossing.
Smal gaping filet sweiswerk
Smalgaping-laserdraadvulsweiswerk kan die effektiewe sweis van medium en dik plate bewerkstellig deur klein en medium kraglasers te gebruik, nie net deur sweiswerk by te voeg nie
Draad om die samestelling en struktuur van die sweismetaal te verander, die algehele werkverrigting van die gesweisde verbinding te verbeter, maar ook die enkellasersweishelling te verbeter
Die aanpasbaarheid en fouttoleransie van die mondspeling, en die hitte-geaffekteerde sone van die sweislas is smal, en die spanning van die sweislas is ook klein, wat 'n goeie werk het.
Daarom het baie kenners en geleerdes in onlangse jare relevante navorsing daaroor gedoen:
①Gebruik smal gaping laser draad vul multikanaalSweismetode gesweis 40 mm dik Q345D Marine staalplaat, die resultate toon dat die toepaslike sweisprosesparameters goeie vorm kan kry,
Die gelaste las sonder porositeit, geen defekte soos nie-fusie nie, die impaksterkte van die lasentrum is goed, en die treksterkte van die las is hoër as dié van die basismateriaal;
②Die 50 mm dik rotorstaal is gesweis deur middel van nougat-laserdraadvul-meervoudige sweiswerk, en die resultate het getoon dat die sweisprosesparameters geskik was.
Dit kan goeie vorming kry, geen defekte soos nie-fusie van die sywand nie, die impaksterkte van die verbinding word verminder, maar die treksterkte daarvan is hoër as dié van die moeder.
Hout;③Die nou gaping laserdraadvullas van 20 mm dik 5083 aluminiumlegering word bestudeer, en die resultate toon dat die toepaslike sweisprosesparameters
'n Gelaste verbinding met minder porieë en geen defekte soos nie-samesmelting kan verkry word nie.
Toepassingsgevalle en aanbevelings vir toerusting- en prosesparameters
1. Toepassingsgevalle
Verbeter sweisvorming
Vereistes: 1mm en 3mm vlekvrye staal sweiswerk, die sweisnaad moet geen porositeit hê nie, en die gietvorm is goed.
Toerusting: RFL-C4000 (veselkerndiameter 200μm), draadvoerder, sweiskop.
Tabel 5 Aanbeveling vir groefvorm en -grootte
Resultate: Die gietwerk was goed en die las het geen porositeit gehad nie, soos getoon in Figuur 5.
Figuur 5 Lasvorming en dwarssnitmorfologie
Smal gaping laser draad vul multi-pass sweiswerk
Vereistes: 18 mm dik Q345 Mariene staalplaat gesweis, benodig minder sweisgate, geen nie-smelting, lastreksterkte
Die sterkte is hoër as die basismateriaal, en die sweisvorming is beter.
Toerusting: RFL-C6000 (veselkerndiameter 400μm), draadvoerder, sweiskop.
Prosesparameters: die sweispas moet skuins gesny wees, die grootte van die skuins gesny word in Figuur 6 getoon, en ander sweisprosesparameters word in Tabel 2 getoon.
Figuur 6 Groefgrootte
Resultate: Die gietwerk was goed, daar was geen nie-smelting nie, en die las het basies geen porositeit gehad nie, soos getoon in Figuur 7, en die trektoets is uitgevoer.
Dit is bewys dat die sweislas in die basismateriaal breek, wat aandui dat die treksterkte van die las hoër is as dié van die basismateriaal.
FIG. 7 Metallografiese diagram van sweislas-dwarssnit
2. Voorstel vir toerusting en prosesparameters
Verbeter sweisvorming en -kwaliteit
Vir die stomplaslaslas van algemene materiale, word dit oor die algemeen aanbeveel dat die laser- en veselkerndiameter, om die sweisvorming te verbeter,
Die sweiskop moet so gekonfigureer word dat die fokuspunt se deursnee tussen 0.4 mm en 0.6 mm is, en die sweisdraad moet met die toepaslike graad gekies word.
Ander sweisparameters word in Tabel 2 en Tabel 3 getoon.
Smal gaping laser draad vul multi-pass sweiswerk
Vir die nou gaping laserdraadvul-meervoudige sweis van medium dik plaat, word dit oor die algemeen aanbeveel dat die fokuspuntdiameter 0.6mm ~ 1.0mm is, en
En die sweisdraad moet die toepaslike graad kies, boonop moet die voeggroefgrootte redelik ontwerp wees, groefgrootte kan nie te groot wees nie,
Andersins is dit maklik om nie-samesmelting binne die sweislas te veroorsaak, en die algemene aanbevole groefgrootte word in Tabel 5 getoon; Die aantal krale moet gebaseer wees op die las se maksimum
Groot dikte om te bepaal, die eerste onderste sweislas word aanbeveel om die maksimum sweisvermoë van die toerusting te gebruik om te bepaal, na elke diepte van een
Oor die algemeen 3mm ~ 5mm; Wat die sweisprosesparameters betref wat vir elke kraal gebruik word, is dit nodig om staat te maak op die vereiste sweisdiepte en wanneer
Die breedte van die voorste sweispas word bepaal. Wanneer die breedte van die sweispas groter is, moet die defokuseringshoeveelheid matig verhoog word om te verhoed dat die sywand nie saamsmelt nie.
Plasingstyd: 3 April 2025
