Punkta veldado estas rapida kaj kostefika kuniga metodo. Ĝi taŭgas por kunligi maldikplatajn komponantojn per supermetitaj juntoj, kiuj ne postulas hermetikecon. Ekzistas multaj specoj de punkta veldado, kiel ekzemple rezista punkta veldado, arka punkta veldado, glua punkta veldado,kompozita punkta veldado, kaj lasera punkta veldado. Nuntempe, rezista punkta veldado estas vaste uzata en produktado. Prenante la aŭtomobilan industrion kiel ekzemplon, 3 000 ĝis 4 000 veldpunktoj estas necesaj dum la muntado de aŭtokaroserio-panelaj komponantoj, kio postulas 250 ĝis 300 robotojn, kune kun subtenaj kontrolsistemoj kaj aliaj helpaj ekipaĵoj. Tamen, rezista punkta veldado havas malbonan flekseblecon. Kun la rapida ekonomia disvolviĝo, la ĝisdatiga ciklo de la geometriaj formoj kaj strukturoj de aŭtomobilaj komponantoj fariĝis tre mallonga. La ĝisdatigo de novaj produktoj kaj modeloj postulas novan tipon de punkta velda teknologio, kiu estas efika kaj fleksebla. Tial, lasera punkta velda teknologio iom post iom fariĝis la fokuso de atento kaj oni atendas, ke ĝi estos vaste aplikata en aŭtomobila industria produktado. En la aerspaca kampo, lasera punkta veldado ankaŭ estas testata kiel alternativa teknologio. Delonge, superpontaj juntoj de aerspacaj produktoj ĝenerale uzis nitadon, kio implikas multajn produktadajn procezojn kaj pezan laborkvanton. Kun la kreskanta apliko de novaj materialoj kiel aluminiaj alojoj, titanaj alojoj kaj kompozitaj materialoj, la adopto de novaj veldaj teknologioj por anstataŭigi tradiciajn kunigajn metodojn fariĝis ĉefa tendenco. Ĉi tio ne nur plibonigas produktadan efikecon, sed ankaŭ reduktas strukturan pezon kaj plenumas novajn strukturajn dezajnajn postulojn, kio estas tre grava por aerspacaj produktoj. La alta precizeco kaj alta fleksebleco de lasera punkta veldado donas al ĝi signifajn avantaĝojn en praktika produktado, precipe en la aviada industrio, kie ĝi povas anstataŭigi tradiciajn procezojn kiel rezistanca punkta veldado kaj nitado.
I. Difino kaj Karakterizaĵoj de Lasera Punkta Veldado
Difino
Lasera punkta veldado rilatas al la procezo de fandado kaj kunigo de laborpecoj uzante unu laseran pulson (t > 1ms) aŭ serion de laseraj pulsoj ĉe la sama pozicio.
Lasera punktveldado estas baze simila al aliaj laserveldaj procezoj; la sola diferenco estas, ke ne ekzistas relativa delokiĝo inter la lasera radio kaj la laborpeco dum punktveldado. Lasera punktveldado estas dividita en du tipojn: varmokondukta veldado kaj ŝlosiltrua veldado. En varmokondukta punktveldado, la lasero povas nur fandi la metalon sen vaporigi ĝin. Ĉi tiu metodo estas pli taŭga por veldado de metaloj kun dikeco malpli ol 0.5mm, kiel ekzemple Nd:YAG lasera punktveldado de elektronikaj komponantoj. En ŝlosiltrua lasera punktveldado, la lasero povas rekte eniri la internon de la materialo tra la ŝlosiltruo, pliigante la utiligan rapidecon de lasera energio kaj atingante pli grandan penetran profundon. Tradicia rezistanca punktveldado fandas laborpecojn por formi veldpunktojn uzante rezistan varmon generitan de elektra kurento, dum la varmofonto de lasera punktveldado venas de lasera radiado, rezultante en signife malsamaj formoj de veldpunktoj.
La agordeblaj parametroj de lasera punkta veldado ĝenerale inkluzivas laseran potencon, punktan veldan tempon kaj kvanton de malfokuso. Por punkta veldado uzante pulsan reĝimon, parametroj ankaŭ inkluzivas pulsan ondformon, frekvencon kaj ŝarĝciklon. Inter ĉi tiuj, lasera potenco ĉefe influas la penetran profundon de la veldpunkto, dum punkta velda tempo havas pli grandan efikon sur la lateralan grandecon de la veldpunkto. Ĝenerale, ju pli longa la lasera agtempo, des pli granda estas la grandeco de la supra kaj malsupra surfacoj de la veldpunkto kaj la grandeco de la kunfanda surfaco. Ŝanĝoj en la kvanto de malfokuso ĉefe influas la diametron de la punkto kaj energidensecon agantan sur la surfacon de la laborpeco, tiel havante signifan efikon sur la ĝeneralan formon de la veldpunkto.
Karakterizaĵoj
- Kun lasero kiel varmofonto, punktveldado ofertas altan rapidecon, altan precizecon, malaltan varmoenigon kaj minimuman deformadon de la laborpeco.
- La grado de libereco en punktveldaj pozicioj estas multe plibonigita, ebligante ĉiupozician punktveldadon kaj facile realiganteunu-flanka punkta veldado, tiel signife pliigante la liberecon de produkta dezajno.
- Lasera punkta veldado havas malaltajn postulojn pri la grandeco de superpontaj juntoj. Ekzistas minimumaj limigoj pri parametroj kiel la kvanto de superpontaj juntoj kaj la distanco inter veldpunktoj, kaj ne necesas konsideri la efikon de kurenta ŝuntado.
- Por veldado de neegaldikaj platoj, malsimilaj materialoj kaj specialaj materialoj (aluminiaj alojoj, galvanizitaj platoj), lasera punktveldado funkcias pli bone ol tradiciaj punktveldaj metodoj.
- Ĝi ne postulas grandan nombron da helpa ekipaĵo, povas rapide adaptiĝi al produktaj ŝanĝoj kaj plenumi merkatajn postulojn.
II. Analizo de Difektoj en Lasera Punkta Veldado
Fendetoj, poroj kaj sinkado estas la plej oftaj difektoj en lasera punktveldado, kiuj estas analizitaj unu post unu sube.
1. Fendetoj
Fendetoj estas dividitaj en surfacajn fendetojn kaj longitudajn fendetojn. La varmig- kaj malvarmig-rapidecoj dum lasera punktveldado estas tre rapidaj, rezultante en granda temperaturgradiento inter la varmigita areo kaj la ĉirkaŭa metalo, kiu facile kondukas al fendetformado. La okazo de fendetoj estas proksime rilata al la materialo; ekzemple, aluminiaj alojoj havas multe pli altan emon fendiĝi dum lasera punktveldado ol rustorezista ŝtalo. Efika metodo por subpremi fendetformadon estas optimumigi la pulsan ondformon por kontroli la malvarmig-rapidecon de la metala solidiĝprocezo kaj redukti internan streson.
2. Poroj
Poraj difektoj (poroj) en laseraj punktaj veldoj povas esti dividitaj en malgrandajn porojn kaj grandajn porojn. Malgrandajn porojn ĉefe kaŭzas la malpliiĝo de la solvebleco de hidrogeno en likva metalo dum metala solidiĝo, same kiel la rapida vaporiĝo de metalo en la ŝlosiltruo kaj la perturbo de la fandita naĝejo. Grandajn porojn ĉefe kaŭzas la tro rapida malvarmiĝo dum lasera punkta veldado, kiu lasas nesufiĉan tempon por ke la metalo ĉirkaŭ la ŝlosiltruo repleniĝu. Ĝenerale, malgrandaj poroj emas formiĝi en long-pulsa punkta veldado, dum grandaj poroj emas okazi en mallong-pulsa punkta veldado.
Estas du lokoj kie poroj plej verŝajne aperas en lasera punkta veldado: unu estas proksime al la fuzia zono meze de la veldpunkto, kaj la alia estas ĉe la radiko de la veldsuturo. Fandaj bildoj kaptitaj per rentgenradioj montras, ke poroj proksime al la fuzia zono estas ĉefe kaŭzitaj de striiĝo kiam la ŝlosiltruo fermiĝas; por poroj ĉe la veldsutura radiko, ili estas ĉefe formitaj per la kolapso de la ŝlosiltruo pro la rapida malapero de la lasero post la formado de ŝlosiltruo.
3. Sinkado
Sinkado estas evidenta fenomeno en lasera punkta veldado. La centra sinkado sur la surfaco de la veldpunkto kaj la metala amasiĝo ĉirkaŭ ĝi estas kaŭzitaj de la kontraŭfrapa forto generita per metala vaporiĝo, kiu puŝas la likvan metalon al la surfaco de la veldpunkto. Dum la malvarmiga procezo, la akumulita metalo sur la surfaco rapide solidiĝas kaj ne povas esti plene replenigita. Krome, materiala perdo kaŭzita de rapida metala vaporiĝo kaj ŝprucado estas alia faktoro kontribuanta al centra sinkado. La pulsa tempo havas signifan efikon kaj sur la sinkado de la surfaco de la veldpunkto kaj sur la formado de poroj. Kontentigaj veldpunktoj povas esti atingitaj per optimumigo de la pulsa ondformo kaj tempo.
4. Efiko de Malfokusa Kvanto sur Veldpunktoj
Ŝanĝoj en la kvanto de malfokuso rekte ŝanĝas la diametron de la punkto kaj la energidensecon. Kiam la kvanto de malfokuso pliiĝas kaj en la negativa kaj en la pozitiva direktoj, tio signifas, ke la diametro de la punkto pliiĝas kaj la energidenseco malpliiĝas. Dum lasera punktoveldado, ekzistas certa koresponda rilato inter la diametro de la punkto kaj la grandeco de la komenca ŝlosiltruo formita de la lasero incidanta sur la testpecon, dum la energidenseco determinas la ekspansian rapidon de la fandita naĝejo. Kiam la absoluta valoro de la kvanto de malfokuso estas malgranda, la diametro de la lasera punkto estas malgranda, la lasera potencodenseco estas alta, kaj la ekspansia rapido de la fandita naĝejo de la veldpunkto estas rapida, sed la diametro de la komenca ŝlosiltruo estas malgranda. Male, kiam la kvanto de malfokuso estas granda, la diametro de la komenca ŝlosiltruo estas granda, sed la ekspansia rapido de la fandita naĝejo malrapidiĝas, kaj la rezulta grandeco de la veldpunkto eble ne estas granda. Tial, dum la ŝanĝo de la kvanto de malfokuso, la ampleksa efiko de la diametro de la punkto kaj la surfaca potencodenseco de la veldpunkto determinas la grandecon de la veldpunkto.
III. Apliko de Lasera Punkta Veldado-Teknologio
Lasera punkta veldado karakterizas altan rapidecon, grandan penetran profundon, minimuman deformadon, kaj povas esti efektivigita je ĉambra temperaturo aŭ sub specialaj kondiĉoj per simpla velda ekipaĵo. Krome, la apero de altfrekvencaj pulsaj laseroj (kun frekvenco pli alta ol 40 pulsoj po sekundo) ebligis la vastan aplikon de lasera punkta veldado en la muntado kaj veldado de mikro- kaj malgrandaj komponantoj en amasaŭtomatigita produktado. Kiam oni veldas malgrandajn elektronikajn komponantojn, kiuj postulas malgrandan varmo-influitan zonon — kiel ekzemple la konekto inter vitro kaj metalo, la konekto de juntoj en varmosentemaj duonkonduktaĵaj cirkvitoj, kaj la konekto inter malsamaj metaloj en dratoj — lasera punkta veldado estas pli avantaĝa ol tradiciaj punktaj veldaj procezoj (ekz., rezista punkta veldado), kun senpoluaj veldpunktoj kaj alta veldkvalito. Figuro 6-60 montras aplikan ekzemplon de lasera punkta veldado en la produktado de aŭtomobilaj antaŭaj lampoj: 500W solidstata pulsa lasero generas kvar similajn veldpunktojn kun tre alta pulsa frekvenco.
Kiam oni plenumas altprecizan punktan veldadon sur mikrostrukturoj uzante altan pulsan energion, pulsaj Nd:YAG-laseroj havas teknikajn kaj ekonomiajn avantaĝojn. En plej multaj industriaj punktaj veldaj aplikoj, oni esence uzas pulsajn solidstatajn laserojn kun averaĝa potenco de 50W kaj pulsa potenco > 2kW. La lasero povas agi rekte sur la laborpecon per optikaj fibroj aŭ kombinitaj fokusaj lensoj.
Lasera punkta veldado aplikeblas al vasta gamo da materialoj. Ekzemple, dum punkta veldado de litiaj baterioj, uzante Nd:YAG-lasera punktvelda teknologioKonekti malsamajn metalojn estas pli efika ol TIG-veldado kaj rezistancpunkta veldado. Aparte, ĉar optikaj fibroj estas uzataj por transdoni laserojn dum produktado, estas oportune moviĝi rapide kaj flekseble inter diversaj labortabloj.
Resumante, lasera punkta veldado havas la jenajn karakterizaĵojn:
- Kun la pliiĝo de la lasera potenco, la surfaca diametro de la veldpunkto fluktuas supren kaj malsupren, dum la diametro de la kunfandita surfaco kaj la malsupra surfaco pliiĝas malrapide. La ŝanĝo en la transversa formo de la veldpunkto ne estas evidenta. Dum la daŭro pliiĝas, la grandeco de la veldpunkto rapide pliiĝas, kaj la ŝanĝrapideco de la diametro de la kunfandita surfaco estas pli granda ol tiu de la supraj kaj malsupraj surfacaj diametroj. La ŝanĝo en la kvanto de malfokuso havas signifan efikon sur la grandeco de la veldpunkto. Ĝi rekte ŝanĝas la diametron de la punkto kaj la densecon de la lasera potenco, kaj la ampleksa efiko de ĉi tiuj du faktoroj determinas la grandecon de la veldpunkto.
- En kazo de plena penetro, estas evidenta sinkado sur la surfaco de la lasera punktoveldo. Kun la pliiĝo de la lasera potenco kaj daŭro, la sinka profundo sur la veldpunkta surfaco pliiĝas. Kiam la daŭro aŭ la grandeco de la interspaco estas granda, la suba surfaco ankaŭ povas montri kaveton.
- Dum la interspaco pligrandiĝas, la ĝenerala deformiĝo de la veldpunkto, centra sinkado kaj kaveto fariĝas evidentaj. La fandita surfaco ŝrumpas, kaj la forto rapide malpliiĝas. Nuntempe, en la veldado de rezistiloj, baterioj kaj la elektronika kampo, la procezo de samtempe veldi du punktojn estas ofte uzata, kiu kutime adoptas dezajnon kun du laseraj lumfontoj.
Afiŝtempo: 27-a de oktobro 2025
