For tiden, med økningen i kompleksiteten til bilrørledningen, bringer flere og flere sveisepunkter uunngåelig mange problemer med flammesveising, selvfølgelig skal hver sveisemetode ha sine egne fordeler og ulemper. Denne artikkelen for å analysere gjennomførbarheten av lasersveising luftkondisjoneringsrørledning.
En hvordan løse problemet med lasersveising av aluminiumslegering
I dag er lasersveising mye brukt i maskinindustrien. I tillegg har laserteknologi også egenskapene til liten sveisevarmeinngang, liten innvirkning på sveisevarmeområdet, ikke lett å deformere, etc. Derfor har den fått spesiell oppmerksomhet innen sveising av aluminiumslegering.
På den annen side, på grunn av bearbeidingsegenskapene til aluminiumslegering, er det noen sveisevansker ved lasersveising av aluminiumslegering. Hvordan løse disse problemene?
Oppgave 1: Aluminiumslegering har lav absorpsjonshastighet for laser.
Dette problemet skyldes hovedsakelig aluminiumslegeringsmaterialet. På grunn av den høye innledende reflektiviteten og den høye termiske ledningsevnen til aluminiumslegeringen til laserstrålen, har aluminiumslegeringen lav absorpsjon av laserstrålen før smelting. Aluminiumslegeringer har en sterk refleksjonseffekt på laserlys på grunn av den høye tettheten av frie elektroner i aluminiumslegeringen i fast tilstand, som har en tendens til å samhandle med fotonene i strålen og reflektere energien bort. Studier har vist at reflektiviteten til aluminiumslegeringer er så høy som 90 % for gassformige CO2-lasere og nær 80 % for solide lasere. Samtidig har aluminiumslegeringer sterk varmeledningsevne, noe som resulterer i lav absorpsjon av laserlys av aluminiumslegeringer. Derfor må det tas passende tiltak for å forbedre absorpsjonen av laserlys av aluminiumslegeringer.
For dette problemet inkluderer løsningen hovedsakelig følgende aspekter:.
1. Overflateforbehandling av aluminiumslegeringsmaterialer. Aluminiumslegering har høy laserrespons. Hensiktsmessig forbehandling av aluminiumslegeringsoverflaten, som anodisk oksidasjon, elektrolytisk polering, sandblåsing, sandblåsing, etc. kan forbedre absorpsjonen av strålingsenergi på overflaten betydelig. Studier har vist at krystalliseringstendensen til aluminiumslegering etter fjerning av oksidfilmen er høyere enn den originale aluminiumslegeringen. For ikke å ødelegge overflatefinishen til aluminiumslegeringen, forenkle lasersveiseprosessen, kan du bruke sveiseprosessen til å øke overflatetemperaturen til arbeidsstykket for å forbedre materialets absorpsjon av laseren.
2. Reduser punktstørrelsen og øk laserkrafttettheten. Ved å øke laserkrafttettheten for å forbedre absorpsjonen av aluminiumslegering til laseren. Økt laserkrafttetthet vil få sveisesmeltebassenget til å produsere en liten hulleffekt, som i stor grad kan forbedre materialet til laserabsorpsjonshastigheten.
3. Endre sveisestrukturen, slik at laserstrålen reflekteres mange ganger i gapet for å lette lasersveisingen av aluminiumslegering. Formen på leddet vil påvirke absorpsjonen av laser. v-fas og firkantet avfas er mer gunstig for dannelsen av nøkkelhull enn skjøter uten skrå, slik at lasereffekttettheten øker, og aluminiumslegeringens absorpsjon av laser øker.
Problem 2: Lett å produsere porøsitet og termiske sprekker, lasersveiseprosessen i aluminiumslegering er utsatt for porøsitet og termiske sprekker.
Porøsitet er den hyppigste og viktigste typen defekter ved lasersveising av aluminiumslegering. Porøsitetstypene kan deles inn i 2 kategorier.
En klasse skyldes at lasersveising av aluminiumslegering i kjøleprosessen av hydrogenoppløseligheten synker kraftig, hydrogeninnhold av smeltet aluminiumlegering opp til {{0}}.69mL/100g, kjøling størkning av hydrogeninnhold av aluminiumlegering på 0,036 ml/100g, overmettet hydrogenutfelling og dannelse av hydrogenporer. I tillegg er det et lag med oksidfilm på overflaten av aluminiumslegeringen, og det krystallinske vannet på overflaten av aluminiumslegeringen, luft og fuktighet i beskyttelsesgassen brytes direkte ned til hydrogen under sveising. Disse hydrogenporene i den raske avkjølingsprosessen av aluminiumslegering lasersveising for å unnslippe, og forbli i sveisen for å danne hydrogenporer.
En annen kategori er på grunn av lasersveiseprosessen produsert av nøkkelhullet ustabilitet og kollaps, det flytende metallet er for sent til å fylle hullene som dannes. For høy porøsitet vil redusere tettheten til sveisen, redusere skjøtens bæreevne, og vil gjøre at styrken og plastisiteten til skjøten har ulik grad av reduksjon.
Reduser aluminiumslegeringslasersveisingen i porøsitetsdefektene i en rekke tiltak, som å endre gangsporet til laserstrålen, bruke stråleoscillasjon til smeltebassenget for omrøring, øke muligheten for porøsitet som slipper ut fra overflaten, bruk av filler wire eller filler legeringspulver, samt bruk av dual-spot teknologi og laser kompositt sveising og andre tiltak kan oppnås for å redusere effekten av porøsiteten, men det er vanskelig å bli eliminert fra roten. Aluminiums termiske ledningsevne er relativt god, i henhold til materialet av aluminiumslegering, tykkelse og overflatetilstand i sveiseprosessen for å justere laserkraftbølgeformen. Som vist i figuren før spissen av bølgeformen for sveising, kan også brukes før forvarming etter isolasjonsbølgeformen for sveising, er å redusere blåsepunktet og porøsiteten spiller en viss rolle. Det kan redusere den ustabile kollapsen av porene, endre bestrålingsvinkelen til laserstrålen og påføre et magnetisk felt i sveisingen, men kan også effektivt kontrollere porene som produseres under sveiseprosessen.
Årsaken til termisk sprekkdannelse ved lasersveising av aluminiumslegering er hovedsakelig knyttet til dens egne egenskaper og sveiseprosess. Størkningskrymping av aluminiumslegering (opptil 5%), sveisespenning og deformasjon, og sveisemetallet i krystalliseringen langs korngrensene vil gi en eutektisk organisasjon med lavt smeltepunkt, slik at korngrensene til bindekraften svekkes i strekkspenningen under påvirkning av dannelsen av varme sprekker.
Å ta i bruk metoden for å fylle tråd eller legeringspulver kan redusere tendensen til varm cracking, og å kontrollere oppvarmings- og kjølehastigheten ved å justere sveiseprosessparametrene kan også redusere tendensen til varm cracking. Når du bruker en YAG-laser, kan varmetilførselen kontrolleres ved å justere pulsbølgeformen for å minimere krystallsprekking.
Oppgave 3:Reduksjon i mekaniske egenskaper til sveisede ledd - mykning
Brennende tap av legeringselementer under sveiseprosessen reduserer de mekaniske egenskapene til sveisede lenker av aluminiumslegering.
"Mykning" er fenomenet redusert styrke og hardhet av sveisede skjøter. Når det brukes lasersveising av aluminiumslegeringer, har sveisevevet og den varmepåvirkede sonen til de sveisede skjøtene det samme mykningsproblemet. Et stort antall studier har vist at mykningsfenomenet ved sveising av aluminiumslegering er vanskelig å eliminere fundamentalt, men sammenlignet med gassskjermet sveising, lasersveising på grunn av redusert varmetilførsel, slik at sveisemykningssonen blir smalere. Aluminiumslegering laser sveising og smelteelektrode gass skjermet sveising sammenlignet med laser sveisede skjøter, "mykning" grad er lavere, og strekkstyrken med økning i sveisehastighet og økning. Plasma på sveiseprosessen av virkningen av ioniseringsenergien til aluminiumselementet er lav, lasersveising er mer sannsynlig å danne et metallplasma, plasma forårsaket av laserbrytning, avbøyning, og dermed endre fokuspunktet til laserstråleposisjonen, så at sveisedybdeforholdet reduseres, noe som påvirker kvaliteten på sveisede skjøter. Bruk metoden med forhåndsplassert pulver på overflaten av arbeidsstykket for å dempe utvidelsen av plasmaet i høyderetningen til hoppet, slik at plasmaet på overflaten av arbeidsstykket kan opprettholde den relative stabiliteten til hoppeamplituden.
Ustabile porer i sveiseprosessen av aluminiumslegering fører til en reduksjon i de mekaniske egenskapene til den sveisede skjøten. Aluminiumslegering inkluderer hovedsakelig Zn, Mg og Al. I sveiseprosessen er kokepunktet til aluminium høyere enn de to andre elementene. Derfor kan noen legeringselementer med lavt kokepunkt legges til ved sveising av aluminiumslegeringselementer, noe som bidrar til dannelsen av små hull og fastheten til sveisingen.
Lasersveiseteknologi i to aluminiumslegeringer
1 selvsmeltende lasersveising av aluminiumslegering
Laser selvsmeltende sveising refererer til laserstrålen med høy energitetthet som en varmekilde, innvirkning på overflaten av basismaterialet, slik at selve grunnmaterialet smelter, dannelsen av sveisede ledd sveisemetoden. For lasersveising av aluminiumslegering er overflaten av aluminiumslegering av laserreflektiviteten høy, sveising krever større lasereffekt; laserpunktdiameteren er liten, presisjonskravene til sveiseverktøyet er høye, toleranseverdien til delenes gap er lav, krever vanligvis delens gapverdi på 0.2mm følgende; sveiseprosessen for oppvarming og avkjølingshastighet, sveising av porøsitetsdefekter, konsentrasjonen av laserenergitettheten, nøkkelhulleffekten er lett å føre til sveisekonkav og fenomenet med bitekanter, derfor for sveiseprosessen, laseren beam er en laserstrålevarmekilde med høy energitetthet. Fenomenet med bitekant, derfor har sveiseprosessparametrene høye krav. Selvsmeltende lasersveising i aluminiumslegeringssveising reflekterer fordelene med god sveisekvalitet, rask sveisehastighet og enkel automatisering, og er mye brukt i bilindustrien. I den elektriske kjøretøyindustrien brukes forseglingen av batteriskallet hovedsakelig i selvsmeltende lasersveising av aluminiumslegering. En ny energi kjøretøy bedrifter i aluminium kroppen, døren montering og siden av de strukturelle komponentene av sveising brukes også i aluminiumslegering laser fusjon sveising.
2 Laser-sveising av aluminiumslegering
Laserfylltrådsveising i laseren er fortsatt som hovedvarmekilden for å smelte det sveisede metallet, men bruken av automatisk trådmatingsanordning til det smeltede bassenget mates kontinuerlig inn i fyllmetallet for å oppnå den metallurgiske tilkoblingsprosessen. Sammenlignet med selvsmeltende lasersveising, reduserer sveising med laserfylltråd kravene til nøyaktigheten av sveiseprosessgapet, ved å fylle tråden med forskjellige sammensetninger, for å forbedre de metallurgiske egenskapene til sveisen, for å forhindre generering av termiske sveisesprekker og porøsitet , og for å forbedre stabiliteten til sveiseprosessen og de mekaniske egenskapene til skjøtene.
Laser-sveising av aluminiumslegering har egenskapene til god utseendekvalitet, presisjonen i prosessgapet er løsere enn selvsmeltende lasersveising, etc. Den påføres vanligvis i kroppens utseende, for eksempel mellom toppdekselet og sidekapslingen , og mellom øvre og nedre panel på den ytre platen til bagasjeromsdekselet. Det finnes også noen modeller for å få en høyere sveisekvalitet og bruk av laserfylltrådsveising for å sveise dører i aluminiumslegering.
3 aluminiumslegering laser - lysbue kompositt sveising
Laser - lysbuesveising er laseren og lysbuen 2 typer fysiske egenskaper, energioverføringsmekanismen er veldig forskjellig fra varmekildekompositten sammen, og sammen i rollen som det sveisede arbeidsstykket gir det ikke bare fullt spill til de 2 typene varme kilde til sine respektive fordeler, men også gjøre opp for hverandres mangler. I aluminiumslegering laser - bue kompositt sveising, kan lysbuen lede laser varmekilden, forbedre aluminiumslegeringen på laser absorpsjon evne og sveiseprosessen energiutnyttelse, og sveise overflate forming enn laser selv-smelte sveising. I tillegg kan innføringen av lysbuen redusere monteringsnøyaktigheten til det sveisede arbeidsstykket sterkt, mens lysbuen har en fortynningseffekt på lasersveiseplasmaet, noe som kan redusere plasmaets skjermingseffekt på laseren. Laseren spiller en viktig rolle i stabiliseringen av lysbuen, slik at lysbuen kan stabiliseres ved høyhastighetssveising på skjøten, noe som kan forbedre sveisekvaliteten til skjøten og øke sveisehastigheten.
Konklusjon
Aluminiumslegering laser sveisestråle energitetthet opp til 109W/cm2, har samtidig fordelene med konsentrert oppvarming, termisk skade, sveisedybde og breddeforhold, sveisedeformasjon, etc., sveiseprosessen er enkel å integrere, automatisering, fleksibilisering , høyhastighets og høy presisjon sveising kan oppnås, og sveiseprosessen krever ikke et vakuummiljø, produserer ikke røntgen, spesielt egnet for høypresisjonssveising av komplekse strukturer. Den mest attraktive egenskapen til aluminiumlasersveising er dens høye effektivitet, og for å gi full spill til denne høye effektiviteten, er det nødvendig å bruke den på den store tykkelsen av dypsveisingen. Derfor vil forskning og bruk av høyeffektlaser for dypsveising med stor tykkelse være den uunngåelige trenden for fremtidig utvikling. Dypfusjonssveising med stor tykkelse fremhever pinhole-fenomenet og dets effekt på sveiseporøsiteten, slik at dannelsesmekanismen og kontrollen av pinholes blir mer og mer populær og vil bli et hett problem med generell bekymring og forskning i industrien.
Forbedring av stabiliteten til lasersveiseprosessen, sveisedannelse og sveisekvalitet er de forfulgte målene. Derfor vil nye teknologier som laserbue-komposittprosess, fylltrådlasersveising, ikke-forhåndsinnstilt pulverlasersveising, dual-focus-teknologi, stråleforming, etc. bli ytterligere forbedret og utviklet.
