A saldatura hè un prucessu di unisce dui o più metalli inseme per via di l'applicazione di calore. A saldatura implica tipicamente u riscaldamentu di un materiale finu à u so puntu di fusione in modu chì u metallu di basa si scioglie per riempie i spazii trà i giunti, furmendu una cunnessione forte. A saldatura laser hè un metudu di cunnessione chì usa u laser cum'è fonte di calore.
Pigliate cum'è esempiu a batteria di putenza à cassa quadrata: u core di a batteria hè cunnessu da laser attraversu parechje parte. Durante tuttu u prucessu di saldatura laser, a forza di cunnessione di u materiale, l'efficienza di pruduzzione è u tassu di difetti sò trè prublemi chì preoccupanu di più l'industria. A forza di cunnessione di u materiale pò esse riflessa da a prufundità è a larghezza di penetrazione metallografica (strettamente ligata à a fonte di luce laser); l'efficienza di pruduzzione hè principalmente ligata à a capacità di trasfurmazione di a fonte di luce laser; u tassu di difetti hè principalmente ligatu à a selezzione di a fonte di luce laser; dunque, questu articulu discute quelli cumuni nantu à u mercatu. Hè realizatu un simplice paragone di parechje fonti di luce laser, sperendu di aiutà i sviluppatori di prucessi.
Perchèsaldatura laserhè essenzialmente un prucessu di cunversione da luce à calore, parechji parametri chjave implicati sò i seguenti: qualità di u fasciu (BBP, M2, angulu di divergenza), densità di energia, diametru di u core, forma di distribuzione di l'energia, testa di saldatura adattiva, trasfurmazione E finestre di prucessu è i materiali trasfurmabili sò principalmente aduprati per analizà è paragunà e fonti di luce laser da queste direzzioni.
Paragone di laser monomodale-multimodale
Definizione di multimodalità monomodale:
U modu unicu si riferisce à un mudellu di distribuzione unicu di l'energia laser nantu à un pianu bidimensionale, mentre chì u multimodu si riferisce à u mudellu di distribuzione spaziale di l'energia furmatu da a superposizione di parechji mudelli di distribuzione. In generale, a dimensione di u fattore di qualità di u fasciu M2 pò esse aduprata per ghjudicà se l'output di u laser in fibra hè monomodale o multimodale: M2 menu di 1,3 hè un laser monomodale puru, M2 trà 1,3 è 2,0 hè un laser quasi monomodale (pochi modi), è M2 hè più grande di 2,0. Per i laser multimodali.
Perchèsaldatura laserhè essenzialmente un prucessu di cunversione da luce à calore, parechji parametri chjave implicati sò i seguenti: qualità di u fasciu (BBP, M2, angulu di divergenza), densità di energia, diametru di u core, forma di distribuzione di l'energia, testa di saldatura adattiva, trasfurmazione E finestre di prucessu è i materiali trasfurmabili sò principalmente aduprati per analizà è paragunà e fonti di luce laser da queste direzzioni.
Paragone di laser monomodale-multimodale
Definizione di multimodalità monomodale:
U modu unicu si riferisce à un mudellu di distribuzione unicu di l'energia laser nantu à un pianu bidimensionale, mentre chì u multimodu si riferisce à u mudellu di distribuzione spaziale di l'energia furmatu da a superposizione di parechji mudelli di distribuzione. In generale, a dimensione di u fattore di qualità di u fasciu M2 pò esse aduprata per ghjudicà se l'output di u laser in fibra hè monomodale o multimodale: M2 menu di 1,3 hè un laser monomodale puru, M2 trà 1,3 è 2,0 hè un laser quasi monomodale (pochi modi), è M2 hè più grande di 2,0. Per i laser multimodali.
Cum'è mostratu in a figura: A figura b mostra a distribuzione di l'energia di un unicu modu fundamentale, è a distribuzione di l'energia in ogni direzzione chì passa per u centru di u cerchju hè in forma di una curva gaussiana. L'imagine a mostra a distribuzione di l'energia multimodale, chì hè a distribuzione spaziale di l'energia furmata da a superposizione di parechji modi laser singuli. U risultatu di a superposizione multimodale hè una curva à cima piatta.
Laser monomodali cumuni: IPG YLR-2000-SM, SM hè l'abbreviazione di Single Mode. I calculi utilizanu un focus collimatu 150-250 per calculà a dimensione di u puntu di focus, a densità di energia hè 2000W, è a densità di energia di u focus hè aduprata per a paragone.
Paragone di modu unicu è multimodalesaldatura lasereffetti
Laser monomodale: diametru di u core chjucu, alta densità d'energia, forte capacità di penetrazione, piccula zona affettata da u calore, simile à un cultellu affilatu, particularmente adattatu per a saldatura di piastre sottili è a saldatura à alta velocità, è pò esse adupratu cù galvanometri per processà pezzi minusculi è pezzi altamente riflettenti (parti estremamente riflettenti) orecchie, pezzi di cunnessione, ecc.), cum'è mostratu in a figura sopra, u monomodale hà un foru di serratura più chjucu è un vulume limitatu di vapore metallicu à alta pressione internu, dunque generalmente ùn hà micca difetti cum'è pori interni. À basse velocità, l'aspettu hè ruvidu senza soffià aria protettiva. À alte velocità, si aghjusta prutezzione. A qualità di trasfurmazione di u gas hè bona, l'efficienza hè alta, e saldature sò lisce è piatte, è u tassu di rendimentu hè altu. Hè adattatu per a saldatura in pila è a saldatura à penetrazione.
Laser multimodale: Grande diametru di u core, densità di energia ligeramente più bassa chè u laser monomodale, cultellu smussatu, bucu di serratura più grande, struttura metallica più spessa, rapportu prufundità-larghezza più chjucu, è à a stessa putenza, a prufundità di penetrazione hè 30% più bassa chè quella di u laser monomodale, dunque hè adattatu per l'usu Adattu per a trasfurmazione di saldature di testa è a trasfurmazione di piastre spesse cù grandi spazii di assemblaggio.
Cuntrastu laser à anellu cumpostu
Saldatura ibrida: U fasciu laser à semiconduttore cù una lunghezza d'onda di 915 nm è u fasciu laser à fibra cù una lunghezza d'onda di 1070 nm sò cumminati in a listessa testa di saldatura. I dui fasci laser sò distribuiti coassialmente è i piani focali di i dui fasci laser ponu esse aghjustati in modu flessibile, in modu chì u pruduttu abbia tramindui semiconduttori.saldatura lasercapacità dopu a saldatura. L'effettu hè luminosu è hà a prufundità di a fibrasaldatura laser.
I semiconduttori utilizanu spessu un grande puntu luminosu di più di 400 µm, chì hè principalmente rispunsevule di u preriscaldamentu di u materiale, di a fusione di a superficia di u materiale è di l'aumentu di a velocità di assorbimentu di u laser à fibra di u materiale (a velocità di assorbimentu di u laser di u materiale aumenta cù l'aumentu di a temperatura).
Laser à anellu: Dui moduli laser à fibra emettenu luce laser, chì hè trasmessa à a superficia di u materiale attraversu una fibra ottica cumposta (fibra ottica à anellu in fibra ottica cilindrica).
Dui fasci laser cù un puntu anulare: l'anellu esternu hè rispunsevule di l'espansione di l'apertura di u foru di serratura è di a fusione di u materiale, è u laser di l'anellu internu hè rispunsevule di a prufundità di penetrazione, chì permette una saldatura à spruzzi ultra bassi. I diametri di u core di putenza di u laser di l'anellu internu è esternu ponu esse abbinati liberamente, è u diametru di u core pò esse abbinatu liberamente. A finestra di prucessu hè più flessibile chè quella di un solu fasciu laser.
Paragone di l'effetti di saldatura cumposta-circulare
Siccomu a saldatura ibrida hè una cumbinazione di saldatura à conducibilità termica di semiconduttori è saldatura à penetrazione prufonda in fibra ottica, a penetrazione di l'anellu esternu hè menu prufonda, a struttura metallografica hè più nitida è slanciata; à u listessu tempu, l'aspettu hè a conducibilità termica, u bagnu fusu hà piccule fluttuazioni, una larga gamma, è u bagnu fusu hè più stabile, riflettendu un aspettu più lisciu.
Siccomu u laser à anellu hè una cumbinazione di saldatura à penetrazione prufonda è saldatura à penetrazione prufonda, l'anellu esternu pò ancu pruduce una prufundità di penetrazione, chì pò allargà efficacemente l'apertura di u bucu di a serratura. A listessa putenza hà una prufundità di penetrazione più grande è una metallografia più spessa, ma à u listessu tempu, a stabilità di u bagnu fusu hè ligeramente inferiore à A fluttuazione di i semiconduttori in fibra ottica hè ligeramente più grande di quella di a saldatura cumposta, è a rugosità hè relativamente grande.
Data di publicazione: 20 ottobre 2023
