Заваряването е процес на свързване на два или повече метала чрез прилагане на топлина. Заваряването обикновено включва нагряване на материал до точката му на топене, така че основният метал да се разтопи и да запълни празнините между съединенията, образувайки здрава връзка. Лазерното заваряване е метод на свързване, който използва лазер като източник на топлина.
Вземете за пример батерията с квадратен корпус: сърцевината на батерията е свързана с лазер през множество части. По време на целия процес на лазерно заваряване, здравината на свързване на материалите, ефективността на производството и процентът на дефектите са три въпроса, които са от най-голямо значение за индустрията. Здравината на свързване на материалите може да се отрази от дълбочината и ширината на металографското проникване (тясно свързани с лазерния източник на светлина); ефективността на производството е свързана главно с възможностите за обработка на лазерния източник на светлина; процентът на дефектите е свързан главно с избора на лазерен източник на светлина; следователно, тази статия разглежда най-често срещаните на пазара. Проведено е просто сравнение на няколко лазерни източника на светлина с надеждата да помогне на колегите разработчици на процеси.
Защотолазерно заваряванее по същество процес на преобразуване на светлина в топлина, като няколко ключови параметъра са следните: качество на лъча (BBP, M2, ъгъл на отклонение), плътност на енергията, диаметър на сърцевината, форма на разпределение на енергията, адаптивна заваръчна глава, обработка. Процесните прозорци и обработваемите материали се използват главно за анализ и сравняване на лазерни източници на светлина от тези посоки.
Сравнение на едномодови и многомодови лазери
Дефиниция за едномодов многомодов режим:
Едномодовият режим се отнася до единичен модел на разпределение на лазерната енергия в двуизмерна равнина, докато многомодовият режим се отнася до пространствения модел на разпределение на енергията, образуван от суперпозицията на множество модели на разпределение. Обикновено, размерът на фактора M2 за качество на лъча може да се използва за преценка дали изходът на фибролазера е едномодов или многомодов: M2 по-малък от 1,3 е чист едномодов лазер, M2 между 1,3 и 2,0 е квази-едномодов лазер (малкомодов), а M2 е по-голям от 2,0. За многомодови лазери.
Защотолазерно заваряванее по същество процес на преобразуване на светлина в топлина, като няколко ключови параметъра са следните: качество на лъча (BBP, M2, ъгъл на отклонение), плътност на енергията, диаметър на сърцевината, форма на разпределение на енергията, адаптивна заваръчна глава, обработка. Процесните прозорци и обработваемите материали се използват главно за анализ и сравняване на лазерни източници на светлина от тези посоки.
Сравнение на едномодови и многомодови лазери
Дефиниция за едномодов многомодов режим:
Едномодовият режим се отнася до единичен модел на разпределение на лазерната енергия в двуизмерна равнина, докато многомодовият режим се отнася до пространствения модел на разпределение на енергията, образуван от суперпозицията на множество модели на разпределение. Обикновено, размерът на фактора M2 за качество на лъча може да се използва за преценка дали изходът на фибролазера е едномодов или многомодов: M2 по-малък от 1,3 е чист едномодов лазер, M2 между 1,3 и 2,0 е квази-едномодов лазер (малкомодов), а M2 е по-голям от 2,0. За многомодови лазери.
Както е показано на фигурата: Фигура b показва разпределението на енергията на единичен основен мод, като разпределението на енергията във всяка посока, преминаваща през центъра на окръжността, е под формата на Гаусов криви. Фигура a показва многомодовото разпределение на енергията, което е пространственото разпределение на енергията, образувано от суперпозицията на множество единични лазерни модове. Резултатът от многомодовото суперпозициониране е крива с плосък връх.
Често срещани едномодови лазери: IPG YLR-2000-SM, SM е съкращение от Single Mode. Изчисленията използват колимиран фокус 150-250 за изчисляване на размера на фокусното петно, плътността на енергията е 2000 W, а плътността на фокусната енергия се използва за сравнение.
Сравнение на едномодов и многомодов режимлазерно заваряванеефекти
Едномодов лазер: малък диаметър на сърцевината, висока енергийна плътност, силна проникваща способност, малка зона, засегната от топлина, подобен на остър нож, особено подходящ за заваряване на тънки плочи и високоскоростно заваряване и може да се използва с галванометри за обработка на малки части и силно отразяващи части (изключително отразяващи части) уши, свързващи елементи и др., както е показано на фигурата по-горе. Едномодовият лазер има по-малък отвор за ключалка и ограничен обем вътрешни метални пари под високо налягане, така че обикновено няма дефекти като вътрешни пори. При ниски скорости външният вид е груб, без да се издухва защитен въздух. При високи скорости се добавя защита. Качеството на обработката на газа е добро, ефективността е висока, заваръчните шевове са гладки и плоски, а процентът на добив е висок. Подходящ е за заваряване на стекове и проникващо заваряване.
Многомодов лазер: Голям диаметър на сърцевината, малко по-ниска енергийна плътност от едномодовия лазер, тъп нож, по-голям отвор за ключалка, по-дебела метална структура, по-малко съотношение дълбочина-ширина и при същата мощност дълбочината на проникване е с 30% по-ниска от тази на едномодовия лазер, така че е подходящ за употреба при обработка на челни заварки и обработка на дебели плочи с големи монтажни фуги.
Композитен пръстеновиден лазерен контраст
Хибридно заваряване: Полупроводников лазерен лъч с дължина на вълната 915nm и влакнест лазерен лъч с дължина на вълната 1070nm се комбинират в една и съща заваръчна глава. Двата лазерни лъча са коаксиално разпределени и фокалните им равнини могат да се регулират гъвкаво, така че продуктът да има и полупроводникови...лазерно заваряваневъзможности след заваряване. Ефектът е ярък и има дълбочината на влакнаталазерно заваряване.
Полупроводниците често използват голямо светлинно петно с размер над 400 μm, което е основно отговорно за предварителното нагряване на материала, топенето на повърхността му и увеличаването на скоростта на поглъщане на влакнестия лазер от материала (скоростта на поглъщане на лазер от материала се увеличава с повишаване на температурата).
Пръстеновиден лазер: Два оптични лазерни модула излъчват лазерна светлина, която се предава към повърхността на материала чрез композитно оптично влакно (пръстеновидно оптично влакно в цилиндрично оптично влакно).
Два лазерни лъча с пръстеновидно петно: външният пръстен е отговорен за разширяването на отвора на ключалката и разтопяването на материала, а вътрешният пръстеновиден лазер е отговорен за дълбочината на проникване, което позволява заваряване с ултраниско разпръскване. Диаметрите на сърцевината на вътрешния и външния пръстеновиден лазер могат да се съгласуват свободно, както и диаметърът на сърцевината. Прозорецът на процеса е по-гъвкав от този на единичен лазерен лъч.
Сравнение на ефектите от композитно-кръгло заваряване
Тъй като хибридното заваряване е комбинация от заваряване с полупроводникова топлопроводимост и заваряване с дълбоко проникване на оптични влакна, проникването на външния пръстен е по-плитко, металографската структура е по-остра и по-тънка; в същото време външният вид е топлопроводим, разтопената вана има малки колебания, голям диапазон и разтопената вана е по-стабилна, което води до по-гладък външен вид.
Тъй като пръстеновидният лазер е комбинация от заваряване с дълбоко проникване и заваряване с дълбоко проникване, външният пръстен също може да осигури дълбочина на проникване, което ефективно разширява отвора на ключалката. Същата мощност има по-голяма дълбочина на проникване и по-дебел металографски слой, но в същото време стабилността на разтопения басейн е малко по-малка. Флуктуацията на оптичните влакна и полупроводници е малко по-голяма от тази при композитното заваряване, а грапавостта е сравнително голяма.
Време на публикуване: 20 октомври 2023 г.
