Тренутно, са повећањем сложености аутомобилског цевовода, све више и више тачака заваривања, неизбежно доноси много проблема заваривања пламеном, наравно, свака метода заваривања треба да има своје предности и недостатке. Овај чланак анализира изводљивост ласерског заваривања цевовода за климатизацију.
Како решити проблем ласерског заваривања легуре алуминијума
Данас се ласерско заваривање широко користи у машинској индустрији. Поред тога, ласерска технологија такође има карактеристике малог уноса топлоте заваривања, малог утицаја на топлоту заваривања, није лако деформисати, итд. Због тога је добила посебну пажњу у области заваривања легура алуминијума.
С друге стране, због карактеристика обраде легуре алуминијума, постоје неке потешкоће у заваривању у ласерском заваривању легуре алуминијума. Како решити ове проблеме?
Проблем 1: Алуминијумска легура има ниску стопу апсорпције ласера.
Овај проблем је углавном због материјала легуре алуминијума. Због високе почетне рефлексије и високе топлотне проводљивости легуре алуминијума према ласерском зраку, легура алуминијума има ниску апсорпцију ласерског зрака пре топљења. Легуре алуминијума имају снажан ефекат рефлексије на ласерску светлост због велике густине слободних електрона унутар легуре алуминијума у чврстом стању, која има тенденцију да интерагује са фотонима у снопу и рефлектује енергију. Студије су показале да је рефлексивност алуминијумских легура чак 90% за гасовите ЦО2 ласере и близу 80% за чврсте ласере. У исто време, легуре алуминијума имају јаку топлотну проводљивост, што резултира ниском апсорпцијом ласерске светлости од стране легура алуминијума. Због тога се морају предузети одговарајуће мере за побољшање апсорпције ласерске светлости легурама алуминијума.
За овај проблем решење углавном укључује следеће аспекте.
1. Површинска предтретман материјала од легуре алуминијума. Алуминијумска легура има висок одзив ласера. Одговарајући предтретман површине легуре алуминијума, као што је анодна оксидација, електролитичко полирање, пескарење, пескарење, итд. може значајно побољшати апсорпцију енергије зрачења на површини. Студије су показале да је тенденција кристализације легуре алуминијума након уклањања оксидног филма већа него код оригиналне легуре алуминијума. Да не бисте уништили завршну обраду алуминијумске легуре, поједноставили процес ласерског заваривања, можете користити процес заваривања да повећате температуру површине радног комада како бисте побољшали апсорпцију ласера од материјала.
2. Смањите величину тачке и повећајте густину снаге ласера. Повећањем густине снаге ласера ради побољшања апсорпције легуре алуминијума у ласер. Повећана густина снаге ласера ће учинити да растопљени базен за заваривање произведе ефекат мале рупе, што може у великој мери повећати материјал на стопу апсорпције ласера.
3. Промените структуру заваривања, тако да се ласерски зрак рефлектује много пута у процепу како би се олакшало ласерско заваривање легуре алуминијума. Облик зглоба ће утицати на апсорпцију ласера. В-кошња и четвртаста косина погоднија су за формирање кључаонице него спојеви без косина, тако да се повећава густина снаге ласера и повећава се апсорпција ласера од легуре алуминијума.
Проблем 2: Лако се производи порозност и термичке пукотине, процес ласерског заваривања алуминијумске легуре је склон порозности и термичким пукотинама.
Порозност је најчешћи и најважнији тип дефекта код ласерског заваривања легуре алуминијума. Врсте порозности могу се поделити у 2 категорије.
Класа је због ласерског заваривања легуре алуминијума у процесу хлађења, растворљивост водоника нагло опада, садржај водоника у растопљеном стању алуминијумске легуре до {{0}}.69мЛ/100г, очвршћавање при хлађењу легуре алуминијума садржај водоника 0,036 мЛ/100г, преципитација презасићеног водоником и формирање водоничних пора. Поред тога, на површини легуре алуминијума постоји слој оксидног филма, а кристална вода на површини легуре алуминијума, ваздух и влага у заштитном гасу се директно разлажу у водоник током заваривања. Ове водоничне поре у процесу брзог хлађења ласерског заваривања легуре алуминијума излазе и остају у завару и формирају водоничне поре.
Друга категорија је због процеса ласерског заваривања изазваног нестабилношћу и колапсом кључаонице, течни метал је прекасно да попуни настале рупе. Прекомерна порозност ће смањити густину вара, смањити носивост споја и учинити да чврстоћа и пластичност споја имају различите степене смањења.
Смањите ласерско заваривање легуре алуминијума у дефектима порозности бројним мерама, као што је промена стазе за ходање ласерског зрака, коришћење осциловања зрака у растопљеном базену за мешање, повећање могућности да порозност побегне са површине, употреба жица за пуњење или прах легуре за пуњење, као и коришћење дуал-спот технологије и ласерско композитно заваривање и друге мере могу се постићи да се смањи ефекат порозности, али је тешко елиминисати из корена. Алуминијумова топлотна проводљивост је релативно добра, према материјалу легуре алуминијума, дебљини и стању површине у процесу заваривања да би се прилагодио таласни облик снаге ласера. Као што је приказано на слици пре врха таласног облика за заваривање, може се користити и пре предгревања након таласног облика изолације за заваривање, да би се смањила тачка дувања и порозност игра одређену улогу. Може смањити нестабилно колапс пора, променити угао зрачења ласерског зрака и применити магнетно поље у заваривању, али такође може ефикасно контролисати поре настале током процеса заваривања.
Разлози термичког пуцања код ласерског заваривања легуре алуминијума углавном су повезани са сопственим карактеристикама и процесом заваривања. Скупљање у очвршћавању легуре алуминијума (до 5%), напон заваривања и деформација и метал шава у кристализацији дуж граница зрна ће произвести еутектичку организацију ниске тачке топљења, тако да су границе зрна силе везивања ослабљене у затезном напону. под дејством формирања врућих пукотина.
Усвајање методе пуњења жице или легуре праха може смањити тенденцију врућег пуцања, а контрола брзине грејања и хлађења подешавањем параметара процеса заваривања такође може смањити тенденцију врућег пуцања. Када се користи ИАГ ласер, унос топлоте се може контролисати подешавањем таласног облика пулса да би се минимизирало пуцање кристала.
Проблем 3: Смањење механичких својстава заварених карика - омекшавање
Губитак сагоревања легирајућих елемената током процеса заваривања смањује механичка својства заварених карика од легуре алуминијума.
„Омекшавање“ је појава смањене чврстоће и тврдоће заварених спојева. Када се користи ласерско заваривање спојева од легуре алуминијума, ткиво шава и зона заварених спојева под утицајем топлоте имају исти проблем омекшавања. Велики број студија је показао да је феномен омекшавања заваривања легуре алуминијума тешко суштински елиминисати, али у поређењу са заваривањем заштићеним гасом, ласерско заваривање због смањеног уноса топлоте, тако да је зона омекшавања шава ужа. Ласерско заваривање алуминијумске легуре и заваривање електрода за топљење заштићено гасом у поређењу са ласерским завареним спојевима, степен "омекшавања" је нижи, а затезна чврстоћа са повећањем брзине заваривања и повећањем. Плазма на процес заваривања утицаја енергије јонизације алуминијумског елемента је ниска, ласерско заваривање вероватније ће формирати металну плазму, плазму изазвану преласком ласера, скретањем, чиме се мења фокусна тачка положаја ласерског зрака, тако да да је однос дубине завара смањен, што утиче на квалитет заварених спојева. Усвојите методу претходно постављеног праха на површину радног предмета да бисте ублажили ширење плазме у висинском правцу скока, тако да плазма на површини радног комада може да одржи релативну стабилност амплитуде скока.
Нестабилне поре у процесу заваривања легуре алуминијума доводе до смањења механичких својстава завареног споја. Легура алуминијума углавном укључује Зн, Мг и Ал. У процесу заваривања, тачка кључања алуминијума је виша од друга два елемента. Због тога се при заваривању елемената од легуре алуминијума могу додати неки легирајући елементи са ниским тачкама кључања, што доприноси стварању малих рупа и чврстоћи заваривања.
Технологија ласерског заваривања две легуре алуминијума
1 легура алуминијума ласерско самотопљиво заваривање
Ласерско самотопљиво заваривање се односи на ласерски сноп високе густине енергије као извор топлоте, удар на површину основног материјала, тако да се сам основни материјал топи, формирање заварених спојева методом заваривања. За ласерско заваривање алуминијумске легуре, површина ласерске рефлексије алуминијумске легуре је висока, заваривање захтева већу снагу ласера; пречник ласерске тачке је мали, захтеви за прецизност алата за заваривање су високи, вредност толеранције зазора делова је ниска, обично захтева вредност размака делова од 0.2мм следеће; процес заваривања брзином загревања и хлађења, дефекти порозности завара, густина ласерске енергије је концентрисана, ефекат кључаонице лако доводи до конкавног завара и феномена гризних ивица. Феномен гризне ивице, дакле, параметри процеса заваривања имају високе захтеве. Ласерско самотопљиво заваривање у заваривању легуре алуминијума одражава предности доброг квалитета заваривања, велике брзине заваривања и лаке аутоматизације и широко се користи у аутомобилској индустрији. У индустрији електричних возила, заптивање кућишта акумулатора се углавном користи у ласерском заваривању легура алуминијума. Нова енергетска возила предузећа у алуминијумској каросерији, склопу врата и бочним конструкцијским компонентама за заваривање се такође користе у заваривању алуминијумских легура ласерским фузијом.
2 Ласерско заваривање жице за пуњење од алуминијумске легуре
Ласерско заваривање жице за пуњење у ласеру је и даље главни извор топлоте за топљење завареног метала, али употреба уређаја за аутоматско довођење жице у растопљени базен континуирано се доводи у метал за пуњење како би се постигао процес металуршког повезивања. У поређењу са ласерским самотопљивим заваривањем, ласерско заваривање жице за пуњење релаксира захтеве прецизности зазора у процесу заваривања, пуњењем жице различитих састава, како би се побољшале металуршке особине шава, како би се спречило стварање термичких пукотина и порозности шава. , и за побољшање стабилности процеса заваривања и механичких својстава спојева.
Ласерско заваривање жице за пуњење од алуминијумске легуре има карактеристике доброг квалитета изгледа, прецизност зазора у процесу је слабија од ласерског заваривања, итд. Обично се примењује на спољашњој површини тела, као што је између горњег поклопца и бочног кућишта , и између горњег и доњег панела спољне плоче поклопца пртљажног простора. Постоје и неки модели како би се добио већи квалитет заваривања и употреба ласерског заваривања жице за пуњење за заваривање врата од легуре алуминијума.
3 алуминијумске легуре ласерско - лучно композитно заваривање
Ласерско-лучно композитно заваривање је ласерско и лучно 2 врсте физичких својстава, механизам преноса енергије се веома разликује од композитног извора топлоте заједно, а заједно у улози завареног радног комада, не само да даје пуну игру 2 врсте топлоте извор њихових предности, али и надокнађују недостатке једни другима. У композитном ласерском заваривању од алуминијумске легуре, лук може водити ласерски извор топлоте, побољшати алуминијумску легуру на способност апсорпције ласера и искоришћавање енергије у процесу заваривања и обликовање површине завара од ласерског самотопљеног заваривања. Поред тога, увођење лука може у великој мери смањити тачност монтаже завареног радног предмета, док лук има ефекат разблаживања на плазму ласерског заваривања, што може смањити ефекат заштите плазме на ласер. Ласер игра важну улогу у стабилизацији лука, тако да се лук може стабилизовати у заваривању великом брзином на споју, што може побољшати квалитет заваривања споја и повећати брзину заваривања.
Закључак
Густина енергије ласерског зрака за заваривање алуминијумске легуре до 109В/цм2, истовремено има предности концентрисаног грејања, термичког оштећења, односа дубине и ширине заваривања, деформације заваривања итд., Процес заваривања је једноставан за интеграцију, аутоматизацију, флексибилизацију , може се постићи заваривање велике брзине и високе прецизности, а процес заваривања не захтева вакуумско окружење, не производи рендген, посебно погодан за високо прецизно заваривање сложених структура. Најатрактивнија карактеристика ласерског заваривања алуминијума је његова висока ефикасност, а да би се дала пуна игра овој високој ефикасности, неопходно је да се примени на велику дебљину заваривања дубоком фузијом. Стога ће истраживање и примена ласера велике снаге за дубоко заваривање великих дебљина бити неизбежан тренд будућег развоја. Заваривање дубоке фузије велике дебљине наглашава феномен рупице и њен утицај на порозност завара, тако да механизам формирања и контрола рупица постаје све популарнији и постаће вруће питање од општег интереса и истраживања у индустрији.
Побољшање стабилности процеса ласерског заваривања, формирање шава и квалитета шава су циљеви којима се тежи. Стога ће нове технологије као што су композитни процес ласерског лука, ласерско заваривање жице за пуњење, ласерско заваривање без претходног подешавања, технологија двоструког фокуса, обликовање зрака, итд. бити даље унапређене и развијене.
