Əsasən uyğunlaşma qabiliyyətini həll etmək üçün ikili şüa qaynaq üsulu təklif olunurlazer qaynaqmontaj dəqiqliyinə, qaynaq prosesinin sabitliyini yaxşılaşdırmağa və qaynağın keyfiyyətini yaxşılaşdırmağa, xüsusən də nazik boşqab qaynağı və alüminium ərintisi qaynağı üçün. İki şüalı lazer qaynağı eyni lazeri qaynaq üçün iki ayrı işıq şüasına ayırmaq üçün optik üsullardan istifadə edə bilər. O, həmçinin CO2 lazer, Nd:YAG lazer və yüksək güclü yarımkeçirici lazeri birləşdirmək üçün iki fərqli lazer növündən istifadə edə bilər. birləşdirilə bilər. Şüa enerjisini, şüa aralığını və hətta iki şüanın enerji paylama sxemini dəyişdirərək, qaynaq temperaturu sahəsi rahat və çevik şəkildə tənzimlənə bilər, deliklərin mövcudluğunu və ərimiş hovuzdakı maye metalın axın modelini dəyişdirir. , qaynaq prosesi üçün daha yaxşı həll təmin edir. Geniş seçim sahəsi tək şüalı lazer qaynağı ilə müqayisə olunmazdır. O, nəinki böyük lazer qaynaq nüfuzunun, sürətli sürətin və yüksək dəqiqliyin üstünlüklərinə malikdir, həm də adi lazer qaynağı ilə qaynaqlanması çətin olan materiallara və birləşmələrə böyük uyğunlaşma qabiliyyətinə malikdir.
prinsipiiki şüa lazer qaynağı
İki şüa qaynağı qaynaq prosesində eyni vaxtda iki lazer şüasından istifadə etmək deməkdir. Şüa düzülüşü, şüa məsafəsi, iki şüa arasındakı bucaq, fokuslanma mövqeyi və iki şüanın enerji nisbəti ikiqat şüa lazer qaynaqında müvafiq parametrlərdir. parametr. Normalda, qaynaq prosesi zamanı ikiqat şüaları təşkil etmək üçün ümumiyyətlə iki yol var. Şəkildə göstərildiyi kimi, biri qaynaq istiqamətində ardıcıl olaraq düzülür. Bu tənzimləmə ərimiş hovuzun soyutma sürətini azalda bilər. Qaynaq tikişinin sərtləşmə meylini və məsamələrin əmələ gəlməsini azaldır. Digəri, qaynaq boşluğuna uyğunlaşma qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün onları qaynağın hər iki tərəfində yan-yana və ya çarpaz şəkildə yerləşdirməkdir.
İki şüa lazer qaynaq prinsipi
İki şüa qaynağı qaynaq prosesində eyni vaxtda iki lazer şüasından istifadə etmək deməkdir. Şüa düzülüşü, şüa məsafəsi, iki şüa arasındakı bucaq, fokuslanma mövqeyi və iki şüanın enerji nisbəti ikiqat şüa lazer qaynaqında müvafiq parametrlərdir. parametr. Normalda, qaynaq prosesi zamanı ikiqat şüaları təşkil etmək üçün ümumiyyətlə iki yol var. Şəkildə göstərildiyi kimi, biri qaynaq istiqamətində ardıcıl olaraq düzülür. Bu tənzimləmə ərimiş hovuzun soyutma sürətini azalda bilər. Qaynaq tikişinin sərtləşmə meylini və məsamələrin əmələ gəlməsini azaldır. Digəri, qaynaq boşluğuna uyğunlaşma qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün onları qaynağın hər iki tərəfində yan-yana və ya çarpaz şəkildə yerləşdirməkdir.
Tandemlə təşkil edilmiş ikili şüa lazer qaynaq sistemi üçün aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi ön və arxa şüalar arasındakı məsafədən asılı olaraq üç müxtəlif qaynaq mexanizmi mövcuddur.
1. Birinci növ qaynaq mexanizmində iki işıq şüası arasındakı məsafə nisbətən böyükdür. Bir işıq şüası daha böyük enerji sıxlığına malikdir və qaynaqda açar dəlikləri yaratmaq üçün iş parçasının səthinə yönəldilir; digər işıq şüası daha kiçik enerji sıxlığına malikdir. Yalnız qaynaqdan əvvəl və ya qaynaqdan sonrakı istilik müalicəsi üçün istilik mənbəyi kimi istifadə olunur. Bu qaynaq mexanizmindən istifadə edərək, qaynaq hovuzunun soyutma dərəcəsi müəyyən diapazonda idarə oluna bilər ki, bu da yüksək karbonlu polad, alaşımlı polad və s. kimi yüksək çatlama həssaslığına malik bəzi materialların qaynaqlanması üçün faydalıdır və həmçinin möhkəmliyi yaxşılaşdıra bilər. qaynağın.
2. İkinci növ qaynaq mexanizmində iki işıq şüası arasındakı fokus məsafəsi nisbətən kiçikdir. İki işıq şüası qaynaq hovuzunda iki müstəqil açar deşiyi əmələ gətirir ki, bu da maye metalın axın modelini dəyişdirir və tutmanın qarşısını almağa kömək edir. Bu, kənarları və qaynaq muncuqlarının qabarıqlığı kimi qüsurların meydana gəlməsini aradan qaldıra və qaynaq meydana gəlməsini yaxşılaşdıra bilər.
3. Üçüncü növ qaynaq mexanizmində iki işıq şüası arasındakı məsafə çox kiçikdir. Bu zaman iki işıq şüası qaynaq hovuzunda eyni açar dəliyini yaradır. Tək şüa lazer qaynağı ilə müqayisədə, açar deşiklərinin ölçüsü böyüdüyünə və bağlanması asan olmadığına görə qaynaq prosesi daha sabitdir və qazın boşaldılması daha asan olur, bu da məsamələri və sıçrayışları azaltmaq, davamlı, vahid və davamlı qaynaq əldə etmək üçün faydalıdır. gözəl qaynaqlar.
Qaynaq prosesi zamanı iki lazer şüası da bir-birinə müəyyən bir açı ilə hazırlana bilər. Qaynaq mexanizmi paralel ikiqat şüa qaynaq mexanizminə bənzəyir. Test nəticələri göstərir ki, bir-birinə 30° bucaq və 1~2 mm məsafədə olan iki yüksək güclü OO-dan istifadə etməklə lazer şüası huni formalı açar deşiyi əldə edə bilər. Açar deşik ölçüsü daha böyük və daha sabitdir, bu da qaynaq keyfiyyətini effektiv şəkildə yaxşılaşdıra bilər. Praktik tətbiqlərdə, müxtəlif qaynaq proseslərinə nail olmaq üçün iki işıq şüasının qarşılıqlı birləşməsi müxtəlif qaynaq şərtlərinə görə dəyişdirilə bilər.
6. İki şüa lazer qaynaqının həyata keçirilməsi üsulu
İkiqat şüaların alınması iki fərqli lazer şüasını birləşdirməklə əldə edilə bilər və ya bir lazer şüası optik spektrometriya sistemindən istifadə edərək qaynaq üçün iki lazer şüasına bölünə bilər. Bir işıq şüasını müxtəlif gücə malik iki paralel lazer şüasına bölmək üçün spektroskop və ya bəzi xüsusi optik sistemdən istifadə etmək olar. Şəkildə şüa ayırıcı kimi fokuslanan güzgülərdən istifadə edərək işığın parçalanması prinsiplərinin iki sxematik diaqramı göstərilir.
Bundan əlavə, bir reflektor şüa ayırıcı kimi də istifadə edilə bilər və optik yoldakı sonuncu reflektor şüa ayırıcı kimi istifadə edilə bilər. Bu tip reflektora dam tipli reflektor da deyilir. Onun əks etdirici səthi düz səth deyil, iki müstəvidən ibarətdir. İki əks etdirən səthin kəsişmə xətti şəkildə göstərildiyi kimi, dam silsiləsi kimi, güzgü səthinin ortasında yerləşir. Paralel işıq şüası spektroskopda işıq saçır, iki müstəvi ilə müxtəlif bucaqlarda əks olunur və iki işıq şüası əmələ gətirir və fokuslanan güzgünün müxtəlif mövqelərində işıq saçır. Fokuslandıqdan sonra iş parçasının səthində müəyyən bir məsafədə iki işıq şüası əldə edilir. İki əks etdirən səth arasındakı bucağı və damın mövqeyini dəyişdirərək, müxtəlif fokus məsafələri və tənzimləmələri ilə parçalanmış işıq şüaları əldə edilə bilər.
İki müxtəlif növ istifadə edərkənlazer şüaları to ikiqat şüa meydana gətirir, çoxlu birləşmələr var. Əsas qaynaq işi üçün Gauss enerji paylanmasına malik yüksək keyfiyyətli CO2 lazerindən, istilik müalicəsi işində isə düzbucaqlı enerji paylanmasına malik yarımkeçirici lazerdən istifadə etmək olar. Bir tərəfdən, bu birləşmə daha qənaətlidir. Digər tərəfdən, iki işıq şüasının gücü müstəqil olaraq tənzimlənə bilər. Müxtəlif birləşmə formaları üçün, qaynaq üçün çox uyğun olan lazerin və yarımkeçirici lazerin üst-üstə düşmə mövqeyini tənzimləməklə tənzimlənən temperatur sahəsi əldə edilə bilər. Prosesə nəzarət. Bundan əlavə, YAG lazeri və CO2 lazeri qaynaq üçün ikiqat şüada birləşdirilə bilər, davamlı lazer və pulse lazer qaynaq üçün birləşdirilə bilər və fokuslanmış şüa və fokussuz şüa da qaynaq üçün birləşdirilə bilər.
7. İki şüa lazer qaynaqının prinsipi
3.1 Sinklənmiş təbəqələrin iki şüalı lazer qaynağı
Sinklənmiş polad təbəqə avtomobil sənayesində ən çox istifadə olunan materialdır. Poladın ərimə nöqtəsi təxminən 1500 ° C, sinkin qaynama nöqtəsi isə yalnız 906 ° C-dir. Buna görə də, qaynama qaynaq üsulundan istifadə edərkən, adətən çox miqdarda sink buxarı əmələ gəlir və qaynaq prosesinin qeyri-sabit olmasına səbəb olur. , qaynaqda məsamələrin əmələ gəlməsi. Döşəmə birləşmələri üçün sinklənmiş təbəqənin uçuculuğu yalnız yuxarı və aşağı səthlərdə deyil, həm də birləşmə səthində baş verir. Qaynaq prosesi zamanı sink buxarı bəzi yerlərdə ərimiş hovuzun səthindən tez xaric olur, digər yerlərdə isə sink buxarının ərimiş hovuzdan çıxması çətin olur. Hovuzun səthində qaynaq keyfiyyəti çox qeyri-sabitdir.
İki şüalı lazer qaynağı sink buxarının yaratdığı qaynaq keyfiyyət problemlərini həll edə bilər. Metodlardan biri sink buxarının çıxmasını asanlaşdırmaq üçün iki şüanın enerjisini əsaslı şəkildə uyğunlaşdırmaqla ərimiş hovuzun mövcud olma müddətinə və soyutma sürətinə nəzarət etməkdir; digər üsul isə əvvəlcədən zımbalamaq və ya yiv açmaqla sink buxarını buraxmaqdır. Şəkil 6-31-də göstərildiyi kimi, CO2 lazer qaynaq üçün istifadə olunur. YAG lazeri CO2 lazerinin qarşısındadır və deşiklər açmaq və ya yivləri kəsmək üçün istifadə olunur. Əvvəlcədən işlənmiş deşiklər və ya yivlər sonrakı qaynaq zamanı yaranan sink buxarının ərimiş hovuzda qalmasının və qüsurların əmələ gəlməsinin qarşısını alan bir çıxış yolunu təmin edir.
3.2 Alüminium ərintinin iki şüalı lazer qaynağı
Alüminium ərintisi materiallarının xüsusi performans xüsusiyyətlərinə görə lazer qaynaqının istifadəsində aşağıdakı çətinliklər yaranır [39]: alüminium ərintisi lazerin aşağı udma dərəcəsinə malikdir və CO2 lazer şüasının səthinin ilkin əks etdirmə qabiliyyəti 90% -dən çox olur; alüminium ərintisi lazer qaynaq tikişləri istehsal etmək asandır Gözeneklilik, çatlar; qaynaq zamanı ərinti elementlərinin yanması və s.. Tək lazer qaynağından istifadə edərkən açar dəliyini qurmaq və sabitliyi saxlamaq çətindir. İki şüalı lazer qaynağı açar dəliyinin ölçüsünü artıra bilər, açar dəliyinin bağlanmasını çətinləşdirir, bu da qazın boşaldılması üçün faydalıdır. O, həmçinin soyutma sürətini azalda bilər və məsamələrin və qaynaq çatlarının meydana gəlməsini azalda bilər. Qaynaq prosesi daha stabil olduğundan və sıçrayış miqdarı azaldığından, alüminium ərintilərinin ikiqat şüa qaynağı ilə əldə edilən qaynaq səthinin forması da tək şüa qaynaqından əhəmiyyətli dərəcədə yaxşıdır. Şəkil 6-32, CO2 tək şüa lazer və iki şüa lazer qaynaqından istifadə edərək 3 mm qalınlığında alüminium ərintisi qaynaq qaynaqının qaynaq tikişinin görünüşünü göstərir.
Tədqiqatlar göstərir ki, 2 mm qalınlığında 5000 seriyalı alüminium ərintisi qaynaq edərkən, iki şüa arasındakı məsafə 0,6 ~ 1,0 mm olduqda, qaynaq prosesi nisbətən sabitdir və yaranan açar deliğinin açılışı daha böyükdür, bu da maqneziumun buxarlanması və qaçması üçün əlverişlidir. qaynaq prosesi. İki şüa arasındakı məsafə çox kiçik olarsa, tək şüanın qaynaq prosesi sabit olmayacaqdır. Məsafə çox böyükdürsə, Şəkil 6-33-də göstərildiyi kimi, qaynaq nüfuzu təsirlənəcəkdir. Bundan əlavə, iki şüanın enerji nisbəti də qaynaq keyfiyyətinə böyük təsir göstərir. Aralığı 0,9 mm olan iki şüa qaynaq üçün ardıcıl olaraq yerləşdirildikdə, əvvəlki şüanın enerjisi müvafiq şəkildə artırılmalıdır ki, iki şüanın əvvəl və sonra enerji nisbəti 1:1-dən çox olsun. Qaynaq tikişinin keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq, ərimə sahəsini artırmaq və qaynaq sürəti yüksək olduqda hələ də hamar və gözəl qaynaq tikişi əldə etmək faydalıdır.
3.3 Qeyri-bərabər qalınlıqdakı plitələrin ikiqat şüa qaynağı
Sənaye istehsalında, birləşdirilmiş lövhə yaratmaq üçün tez-tez müxtəlif qalınlıq və formalı iki və ya daha çox metal lövhəni qaynaq etmək lazımdır. Xüsusilə avtomobil istehsalında xüsusi qaynaqlı blankların tətbiqi getdikcə daha geniş yayılır. Müxtəlif spesifikasiyalara, səth örtüklərinə və ya xassələrə malik plitələri qaynaq etməklə gücü artırmaq, istehlak materiallarını azaltmaq və keyfiyyəti azaltmaq olar. Müxtəlif qalınlıqdakı plitələrin lazer qaynağı adətən panel qaynaqında istifadə olunur. Əsas problem ondan ibarətdir ki, qaynaq ediləcək plitələr yüksək dəqiqlikli kənarlarla əvvəlcədən formalaşdırılmalı və yüksək dəqiqlikli montaj təmin edilməlidir. Qeyri-bərabər qalınlıqdakı plitələrin ikiqat şüa qaynaqının istifadəsi boşqab boşluqlarında, butt birləşmələrində, nisbi qalınlıqlarda və boşqab materiallarında müxtəlif dəyişikliklərə uyğunlaşa bilər. O, daha böyük kənar və boşluq toleransları olan plitələri qaynaq edə bilər və qaynaq sürətini və qaynaq keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilər.
Shuangguangdong-un qeyri-bərabər qalınlıqdakı plitələrin qaynaqının əsas proses parametrləri şəkildə göstərildiyi kimi qaynaq parametrlərinə və plitə parametrlərinə bölünə bilər. Qaynaq parametrlərinə iki lazer şüasının gücü, qaynaq sürəti, fokus vəziyyəti, qaynaq başlıq bucağı, ikiqat şüalı butt birləşməsinin şüa fırlanma bucağı və qaynaq ofseti və s. daxildir. Lövhə parametrlərinə material ölçüsü, performans, kəsmə şəraiti, lövhə boşluqları daxildir və s. İki lazer şüasının gücü müxtəlif qaynaq məqsədlərinə uyğun olaraq ayrıca tənzimlənə bilər. Sabit və səmərəli qaynaq prosesinə nail olmaq üçün fokus mövqeyi ümumiyyətlə nazik lövhənin səthində yerləşir. Qaynaq başlığının bucağı adətən 6 civarında seçilir. Əgər iki plitənin qalınlığı nisbətən böyükdürsə, müsbət qaynaq başlığının bucağı istifadə edilə bilər, yəni lazer şəkildə göstərildiyi kimi nazik lövhəyə doğru əyilir; plitə qalınlığı nisbətən kiçik olduqda, mənfi bir qaynaq başlıq bucağı istifadə edilə bilər. Qaynaq ofseti lazer fokusu ilə qalın lövhənin kənarı arasındakı məsafə kimi müəyyən edilir. Qaynaq ofsetini tənzimləməklə, qaynaq çuxurunun miqdarı azaldıla bilər və yaxşı bir qaynaq en kəsiyi əldə edilə bilər.
Böyük boşluqları olan plitələri qaynaq edərkən, yaxşı boşluq doldurma imkanları əldə etmək üçün ikiqat şüa bucağını döndərərək effektiv şüa istilik diametrini artıra bilərsiniz. Qaynaqın yuxarı hissəsinin eni iki lazer şüasının effektiv şüa diametri, yəni şüanın fırlanma bucağı ilə müəyyən edilir. Fırlanma bucağı nə qədər böyükdürsə, ikiqat şüanın istilik diapazonu daha genişdir və qaynağın yuxarı hissəsinin eni daha böyükdür. İki lazer şüası qaynaq prosesində fərqli rol oynayır. Biri əsasən tikişə nüfuz etmək üçün istifadə olunur, digəri isə boşluğu doldurmaq üçün qalın boşqab materialını əritmək üçün istifadə olunur. Şəkil 6-35-də göstərildiyi kimi, müsbət şüa fırlanma bucağı altında (ön şüa qalın lövhəyə, arxa şüa qaynağa təsir edir), ön şüa materialı qızdırmaq və əritmək üçün qalın lövhəyə düşür və aşağıdakı lazer şüası nüfuz yaradır. Ön tərəfdəki ilk lazer şüası qalın lövhəni yalnız qismən əridə bilər, lakin qaynaq prosesinə böyük töhfə verir, çünki o, boşluqları daha yaxşı doldurmaq üçün qalın boşqabın yan hissəsini əridir, həm də birləşmə materialını əvvəlcədən birləşdirir. aşağıdakı şüalar Daha sürətli qaynaq etməyə imkan verən birləşmələr vasitəsilə qaynaq etmək daha asandır. Mənfi fırlanma bucağı olan ikiqat şüa qaynaqında (ön şüa qaynağa, arxa şüa isə qalın lövhəyə təsir edir) iki şüa tam əks təsir göstərir. Əvvəlki şüa birləşməni əridir və sonuncu şüa onu doldurmaq üçün qalın lövhəni əridir. boşluq. Bu halda, ön şüa soyuq plitə vasitəsilə qaynaq etmək üçün tələb olunur və qaynaq sürəti müsbət şüa fırlanma bucağını istifadə etməkdən daha yavaşdır. Və əvvəlki şüanın əvvəlcədən qızdırılması effektinə görə, sonuncu şüa eyni güc altında daha qalın boşqab materialını əridir. Bu halda, sonuncu lazer şüasının gücü müvafiq olaraq azaldılmalıdır. Müqayisə üçün, müsbət şüa fırlanma bucağından istifadə qaynaq sürətini müvafiq olaraq artıra bilər və mənfi şüa fırlanma bucağından istifadə edərək boşluqların daha yaxşı doldurulmasına nail ola bilərsiniz. Şəkil 6-36 müxtəlif şüa fırlanma bucaqlarının qaynağın en kəsiyinə təsirini göstərir.
3.4 Böyük qalın lövhələrin iki şüa lazer qaynağı Lazerin güc səviyyəsinin və şüa keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması ilə iri qalın lövhələrin lazer qaynağı reallığa çevrilmişdir. Bununla belə, yüksək güclü lazerlər bahalı olduğundan və böyük qalın plitələrin qaynaqlanması üçün ümumiyyətlə doldurucu metal tələb olunduğundan, faktiki istehsalda müəyyən məhdudiyyətlər var. İki şüalı lazer qaynaq texnologiyasının istifadəsi yalnız lazer gücünü artırmaqla yanaşı, effektiv şüa istilik diametrini də artırmaq, doldurucu telini əritmək qabiliyyətini artırmaq, lazer açar dəliyini sabitləşdirmək, qaynaq sabitliyini yaxşılaşdırmaq və qaynaq keyfiyyətini artırmaq olar.
Göndərmə vaxtı: 29 aprel 2024-cü il
