Kompare kun tradicia veldteknologio,lasera veldadohavas senekzemplajn avantaĝojn rilate al velda precizeco, efikeco, fidindeco, aŭtomatigo kaj aliaj aspektoj. En la lastaj jaroj, ĝi rapide disvolviĝis en la kampoj de aŭtoj, energio, elektroniko kaj aliaj kampoj, kaj estas konsiderata unu el la plej esperigaj fabrikadaj teknologioj en la 21-a jarcento.
1. Superrigardo de duobla-trabalasera veldado
Duobla-trabolasera veldadoestas uzi optikajn metodojn por apartigi la saman laseron en du apartajn lumfaskojn por veldado, aŭ uzi du malsamajn tipojn de laseroj por kombini, kiel ekzemple CO2-lasero, Nd:YAG-lasero kaj altpotenca duonkondukta lasero. Ĉiuj povas esti kombinitaj. Ĝi estis proponita ĉefe por solvi la adaptiĝemon de laserveldado al muntada precizeco, plibonigi la stabilecon de la veldprocezo kaj plibonigi la kvaliton de la veldado. Duobla-faskolasera veldadopovas oportune kaj flekseble agordi la veldtemperaturan kampon ŝanĝante la radian energian proporcion, radian interspacon, kaj eĉ la energian distribuan padronon de la du laseraj radioj, ŝanĝante la ekzistopadronon de la ŝlosiltruo kaj la flupadronon de likva metalo en la fandita naĝejo. Provizas pli vastan elekton de veldprocezoj. Ĝi ne nur havas la avantaĝojn de grandalasera veldadopenetro, rapida rapideco kaj alta precizeco, sed ankaŭ taŭgas por materialoj kaj juntoj, kiujn malfacilas veldi per konvenciajlasera veldado.
Por duobla-trabolasera veldado, ni unue diskutas la efektivigajn metodojn de duobla-faskolasero. Ampleksa literaturo montras, ke ekzistas du ĉefaj manieroj atingi duoblan-faskan veldadon: transmisia fokuso kaj reflekta fokuso. Specife, unu estas atingita per agordo de la angulo kaj interspaco de du laseroj per fokusaj speguloj kaj kolimataj speguloj. La alia estas atingita per uzado de laserfonto kaj poste fokuso per reflektaj speguloj, transmisiaj speguloj kaj kojnformaj speguloj por atingi duoblajn faskojn. Por la unua metodo, ekzistas ĉefe tri formoj. La unua formo estas kunligi du laserojn per optikaj fibroj kaj dividi ilin en du malsamajn faskojn sub la sama kolimata spegulo kaj fokusa spegulo. La dua estas, ke du laseroj eligas laserajn faskojn tra siaj respektivaj veldkapoj, kaj duobla fasko estas formita per agordo de la spaca pozicio de la veldkapoj. La tria metodo estas, ke la lasera fasko estas unue dividita tra du speguloj 1 kaj 2, kaj poste fokusita per du fokusaj speguloj 3 kaj 4 respektive. La pozicio kaj distanco inter la du fokusaj punktoj povas esti ĝustigitaj per ĝustigo de la anguloj de la du fokusaj speguloj 3 kaj 4. La dua metodo estas uzi solidstatan laseron por dividi la lumon por atingi duoblajn faskojn, kaj ĝustigi la angulon kaj interspacon per perspektiva spegulo kaj fokusa spegulo. La lastaj du bildoj en la unua vico sube montras la spektroskopan sistemon de CO2-lasero. La plata spegulo estas anstataŭigita per kojnforma spegulo kaj metita antaŭ la fokusa spegulo por dividi la lumon por atingi duoblan faskon paralelan lumon.
Post kompreno de la efektivigo de duoblaj traboj, ni koncize prezentu la veldajn principojn kaj metodojn. En la duobla trabolasera veldadoDum la seria velda procezo, ekzistas tri komunaj aranĝoj de la traboj, nome seria aranĝo, paralela aranĝo kaj hibrida aranĝo. Ŝtofo, tio estas, ekzistas distanco kaj en la velda direkto kaj en la velda vertikala direkto. Kiel montrite en la lasta vico de la figuro, laŭ la malsamaj formoj de malgrandaj truoj kaj fanditaj naĝejoj, kiuj aperas sub malsamaj punktaj interspacoj dum la seria velda procezo, ili povas esti plue dividitaj en unuopajn fanditojn. Ekzistas tri statoj: naĝejo, komuna fandita naĝejo kaj apartigita fandita naĝejo. La karakterizaĵoj de unuopa fandita naĝejo kaj apartigita fandita naĝejo similas al tiuj de unuopa...lasera veldado, kiel montrite en la numera simuladdiagramo. Ekzistas malsamaj procezaj efikoj por malsamaj tipoj.
Tipo 1: Sub certa punkta interspaco, du ŝlosiltruoj de la radioj formas komunan grandan ŝlosiltruon en la sama fandita naĝejo; por tipo 1, oni raportas, ke unu radio de lumo estas uzata por krei malgrandan truon, kaj la alia radio de lumo estas uzata por varmotraktado per veldado, kiu povas efike plibonigi la strukturajn ecojn de altkarbona ŝtalo kaj alojŝtalo.
Tipo 2: Pliigu la punktan interspacon en la sama fandita naĝejo, apartigu la du faskojn en du sendependajn ŝlosiltruojn, kaj ŝanĝu la flupadronon de la fandita naĝejo; por tipo 2, ĝia funkcio estas ekvivalenta al du elektronfaska veldado, Reduktu veldsprajojn kaj neregulajn veldsuturojn ĉe la taŭga fokusa distanco.
Tipo 3: Plue pliigu la punktan interspacon kaj ŝanĝu la energian proporcion de la du traboj, tiel ke unu el la du traboj estu uzata kiel varmofonto por plenumi antaŭveldadon aŭ postveldadon dum la velda procezo, kaj la alia trabo estu uzata por generi malgrandajn truojn. Por tipo 3, la studo trovis, ke la du traboj formas ŝlosiltruon, la malgranda truo ne facile kolapsas, kaj la veldo ne facile produktas porojn.
2. La influo de la veldprocezo sur la veldkvalito
Efiko de seria trab-energia proporcio sur veldjuntformacio
Kiam la lasera povumo estas 2kW, la veldrapido estas 45 mm/s, la malfokusa kvanto estas 0mm, kaj la interspaco inter la radioj estas 3 mm, la formo de la veldsurfaco kiam RS ŝanĝiĝas (RS = 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) estas kiel montrite en la figuro. Kiam RS = 0.50 kaj 2.00, la veldsuturo estas pli difektita, kaj estas pli da ŝprucado sur la rando de la veldsuturo, sen formi regulajn fiŝskvamajn padronojn. Ĉi tio estas ĉar kiam la energia proporcio de la radio estas tro malgranda aŭ tro granda, la lasera energio estas tro koncentrita, kaŭzante pli seriozan osciladon de la lasera pinglotruo dum la veldado, kaj la kontraŭfrapa premo de la vaporo kaŭzas elĵeton kaj ŝprucadon de la fandita metalo en la fanditan naĝejon; Troa varmo-enigo kaŭzas tro grandan penetroprofundon de la fandita naĝejo sur la flanko de la aluminio-alojo, kaŭzante depresion sub la ago de gravito. Kiam RS=0,67 kaj 1,50, la fiŝskvama padrono sur la veldsurfaco estas uniforma, la veldformo estas pli bela, kaj ne estas videblaj veldvarmaj fendetoj, poroj kaj aliaj velddifektoj sur la veldsurfaco. La transversaj sekcoj de la veldsuturoj kun malsamaj radioenergiaj proporcioj RS estas kiel montrite en la figuro. La transversa sekco de la veldsuturoj havas tipan "vinglasan formon", indikante, ke la veldprocezo estas efektivigata en lasera profunda penetra velda reĝimo. RS havas gravan influon sur la penetra profundo P2 de la veldsuturo sur la flanko de la aluminia alojo. Kiam la radioenergia proporcio RS=0,5, P2 estas 1203,2 mikrometroj. Kiam la radioenergia proporcio estas RS=0,67 kaj 1,5, P2 estas signife reduktita, kiuj estas 403,3 mikrometroj kaj 93,6 mikrometroj respektive. Kiam la radioenergia proporcio estas RS=2, la velda penetra profundo de la junto-sekco estas 1151,6 mikrometroj.
Efiko de paralela trabo-energia proporcio sur veldjuntformacio
Kiam la lasera povumo estas 2.8kW, la veldrapido estas 33mm/s, la malfokusa kvanto estas 0mm, kaj la interspaco inter la radioj estas 1mm, la veldsurfaco akiriĝas per ŝanĝo de la radioenergia proporcio (RS=0.25, 0.5, 0.67, 1.5, 2, 4). La aspekto estas montrita en la figuro. Kiam RS=2, la fiŝskvama padrono sur la surfaco de la veldo estas relative neregula. La surfaco de la veldo akirita per la aliaj kvin malsamaj radioenergiaj proporcioj estas bone formita, kaj ne estas videblaj difektoj kiel poroj kaj ŝprucoj. Tial, kompare kun seria duobla-radia...lasera veldado, la veldsurfaco uzante paralelajn duoblajn trabojn estas pli uniforma kaj bela. Kiam RS = 0,25, estas eta depresio en la veldo; dum la traba energia proporcio iom post iom pliiĝas (RS = 0,5, 0,67 kaj 1,5), la surfaco de la veldo estas uniforma kaj neniu depresio formiĝas; tamen, kiam la traba energia proporcio plue pliiĝas (RS = 1,50, 2,00), sed estas depresioj sur la surfaco de la veldo. Kiam la traba energia proporcio RS = 0,25, 1,5 kaj 2, la transversa sekco de la veldo estas "vinglasforma"; kiam RS = 0,50, 0,67 kaj 1, la transversa sekco de la veldo estas "funelforma". Kiam RS = 4, ne nur fendetoj generiĝas ĉe la fundo de la veldo, sed ankaŭ kelkaj poroj generiĝas en la meza kaj malsupra parto de la veldo. Kiam RS = 2, grandaj prilaboraj poroj aperas interne de la veldo, sed neniuj fendetoj aperas. Kiam RS = 0,5, 0,67 kaj 1,5, la penetra profundo P2 de la veldo ĉe la flanko de la aluminio-alojo estas pli malgranda, kaj la transversa sekco de la veldo estas bone formita kaj neniuj evidentaj velddifektoj formiĝas. Ĉi tio montras, ke la radia energia proporcio dum paralela du-radia lasera veldado ankaŭ havas gravan efikon sur la penetrado de veldo kaj velddifektoj.
Paralela trabo - la efiko de traba interspacigo sur velda juntoformado
Kiam la lasera povumo estas 2.8kW, la veldrapido estas 33mm/s, la malfokusa kvanto estas 0mm, kaj la radia energia proporcio RS=0.67, ŝanĝu la radian distancon (d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm) por akiri la veldsurfacan morfologion kiel montras la bildo. Kiam d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, la surfaco de la veldo estas glata kaj plata, kaj la formo estas bela; la fiŝskvama padrono de la veldo estas regula kaj bela, kaj ne estas videblaj poroj, fendetoj kaj aliaj difektoj. Tial, sub la kvar radiaj distancoj, la veldsurfaco estas bone formita. Krome, kiam d=2 mm, du malsamaj veldsuturoj formiĝas, kio montras, ke la du paralelaj laseraj radioj jam ne agas sur fanditan flakaĵon, kaj ne povas formi efikan du-radian laseran hibridan veldadon. Kiam la interspaco inter la radioj estas 0.5mm, la veldo estas "funelforma", la penetra profundo P2 de la veldo sur la flanko de la aluminio-alojo estas 712.9 mikrometroj, kaj ne estas fendetoj, poroj aŭ aliaj difektoj interne de la veldo. Dum la interspaco inter la radioj daŭre pliiĝas, la penetra profundo P2 de la veldo sur la flanko de la aluminio-alojo signife malpliiĝas. Kiam la interspaco inter la radioj estas 1 mm, la penetra profundo de la veldo sur la flanko de la aluminio-alojo estas nur 94.2 mikrometroj. Dum la interspaco inter la radioj plue pliiĝas, la veldo ne formas efikan penetradon sur la flanko de la aluminio-alojo. Tial, kiam la interspaco inter la radioj estas 0.5mm, la duobla-traba rekombina efiko estas la plej bona. Dum la interspaco inter la radioj pliiĝas, la varmo-enigo de la veldado akre malpliiĝas, kaj la duobla-traba lasera rekombina efiko iom post iom plimalboniĝas.
La diferenco en velda morfologio estas kaŭzita de la malsama fluo kaj malvarmiga solidiĝo de la fandita naĝejo dum la velda procezo. La numera simuladmetodo povas ne nur igi la streĉanalizon de la fandita naĝejo pli intuicia, sed ankaŭ redukti la eksperimentan koston. La suba bildo montras la ŝanĝojn en la flanka fandita naĝejo kun ununura trabo, malsamaj aranĝoj kaj punkta interspaco. La ĉefaj konkludoj inkluzivas: (1) Dum la unu-trabalasera veldadoDum la procezo, la profundo de la fandita naĝejo estas la plej profunda, okazas la fenomeno de truokolapso, la truomuro estas neregula, kaj la distribuo de flukampo proksime al la truomuro estas malebena; proksime al la malantaŭa surfaco de la fandita naĝejo, la refluo estas forta, kaj estas suprena refluo ĉe la fundo de la fandita naĝejo; la distribuo de flukampo de la surfaco de la fandita naĝejo estas relative uniforma kaj malrapida, kaj la larĝo de la fandita naĝejo estas malebena laŭ la profunda direkto. Ekzistas perturbo kaŭzita de la kontraŭfrapa premo en la fandita naĝejo inter la malgrandaj truoj en la duobla trabo.lasera veldado, kaj ĝi ĉiam ekzistas laŭ la profunda direkto de la malgrandaj truoj. Dum la distanco inter la du radioj daŭre pliiĝas, la energidenseco de la radio iom post iom transiras de unu pinto al duobla pinto. Ekzistas minimuma valoro inter la du pintoj, kaj la energidenseco iom post iom malpliiĝas. (2) Por duobla-radialasera veldado, kiam la punkta interspaco estas 0-0.5mm, la profundo de la fandita naĝejo malgrandaj truoj iomete malpliiĝas, kaj la ĝenerala fandita naĝejo fluokonduto similas al tiu de unu-trabalasera veldadoKiam la punkta interspaco estas super 1mm, la malgrandaj truoj estas tute apartigitaj, kaj dum la velda procezo preskaŭ ne ekzistas interagado inter la du laseroj, kio egalas al du sinsekvaj/du paralelaj unu-radiaj laserveldadoj kun potenco de 1750W. Preskaŭ ne ekzistas antaŭvarmiga efiko, kaj la konduto de la fandita naĝejo similas al tiu de unu-radia laserveldado. (3) Kiam la punkta interspaco estas 0.5-1mm, la mura surfaco de la malgrandaj truoj estas pli plata en la du aranĝoj, la profundo de la malgrandaj truoj iom post iom malpliiĝas, kaj la fundo iom post iom apartigiĝas. La perturbo inter la malgrandaj truoj kaj la fluo de la surfaca fandita naĝejo estas je 0.8mm. La plej forta. Por seria veldado, la longo de la fandita naĝejo iom post iom pliiĝas, la larĝo estas la plej granda kiam la punkta interspaco estas 0.8mm, kaj la antaŭvarmiga efiko estas plej evidenta kiam la punkta interspaco estas 0.8mm. La efiko de Marangoni-forto iom post iom malfortiĝas, kaj pli da metala likvaĵo fluas al ambaŭ flankoj de la fandita naĝejo. Faru la fanditan larĝan distribuon pli unuforma. Por paralela veldado, la larĝo de la fandita naĝejo iom post iom pligrandiĝas, kaj la longo estas maksimuma je 0.8mm, sed ne ekzistas antaŭvarmiga efiko; la refluo proksime al la surfaco kaŭzita de la Marangoni-forto ĉiam ekzistas, kaj la malsupreniĝa refluo ĉe la fundo de la malgranda truo iom post iom malaperas; la transversa fluokampo ne estas tiel bona kiel ĝi estas forta en serio, la perturbo apenaŭ influas la fluon ambaŭflanke de la fandita naĝejo, kaj la fandita larĝo estas malegale distribuita.
Afiŝtempo: 12-a de oktobro 2023
