U metudu di saldatura à doppia trave hè prupostu, principalmente per risolve l'adattabilità disaldatura laserà a precisione di l'assemblea, migliurà a stabilità di u prucessu di saldatura è migliurà a qualità di a saldatura, in particulare per a saldatura di piastre sottili è a saldatura di leghe d'aluminiu. A saldatura laser à doppiu fasciu pò aduprà metudi ottici per separà u listessu laser in dui fasci di luce separati per a saldatura. Pò ancu aduprà dui tipi diversi di laser per cumbinà, laser CO2, laser Nd: YAG è laser à semiconduttore d'alta putenza. ponu esse cumbinati. Cambiendu l'energia di u fasciu, a spaziatura di u fasciu, è ancu u schema di distribuzione di l'energia di i dui fasci, u campu di temperatura di saldatura pò esse aghjustatu in modu convenientu è flessibile, cambiendu u schema di esistenza di i fori è u schema di flussu di u metallu liquidu in u bagnu fusu, furnendu una megliu suluzione per u prucessu di saldatura. U vastu spaziu di scelta hè ineguagliatu da a saldatura laser à fasciu unicu. Ùn hà micca solu i vantaghji di una grande penetrazione di a saldatura laser, una velocità rapida è una alta precisione, ma hà ancu una grande adattabilità à i materiali è i giunti chì sò difficiuli da saldà cù a saldatura laser cunvinziunale.
Principiu disaldatura laser à doppiu fasciu
A saldatura à doppiu fasciu significa aduprà dui fasci laser à u listessu tempu durante u prucessu di saldatura. A dispusizione di u fasciu, a distanza trà i fasci, l'angulu trà i dui fasci, a pusizione di focalizazione è u rapportu energeticu di i dui fasci sò tutti paràmetri pertinenti in a saldatura laser à doppiu fasciu. parametru. Nurmalmente, durante u prucessu di saldatura, ci sò generalmente dui modi per urganizà i fasci doppi. Cum'è mostratu in a figura, unu hè urganizatu in serie longu a direzzione di saldatura. Questa dispusizione pò riduce a velocità di raffreddamentu di u bagnu fusu. Riduce a tendenza à a temprabilità di a saldatura è a generazione di pori. L'altru hè di urganizalli fiancu à fiancu o trasversalmente da i dui lati di a saldatura per migliurà l'adattabilità à u spaziu di saldatura.
Principiu di saldatura laser à doppiu fasciu
A saldatura à doppiu fasciu significa aduprà dui fasci laser à u listessu tempu durante u prucessu di saldatura. A dispusizione di u fasciu, a distanza trà i fasci, l'angulu trà i dui fasci, a pusizione di focalizazione è u rapportu energeticu di i dui fasci sò tutti paràmetri pertinenti in a saldatura laser à doppiu fasciu. parametru. Nurmalmente, durante u prucessu di saldatura, ci sò generalmente dui modi per urganizà i fasci doppi. Cum'è mostratu in a figura, unu hè urganizatu in serie longu a direzzione di saldatura. Questa dispusizione pò riduce a velocità di raffreddamentu di u bagnu fusu. Riduce a tendenza à a temprabilità di a saldatura è a generazione di pori. L'altru hè di urganizalli fiancu à fiancu o trasversalmente da i dui lati di a saldatura per migliurà l'adattabilità à u spaziu di saldatura.
Per un sistema di saldatura laser à doppiu fasciu dispostu in tandem, ci sò trè meccanismi di saldatura diversi secondu a distanza trà i fasci anteriori è posteriori, cum'è mostratu in a figura sottu.
1. In u primu tipu di mecanismu di saldatura, a distanza trà i dui fasci di luce hè relativamente grande. Un fasciu di luce hà una densità d'energia più grande è hè focalizatu nantu à a superficia di a pezza per pruduce fori di serratura in a saldatura; l'altru fasciu di luce hà una densità d'energia più chjuca. Adupratu solu cum'è fonte di calore per u trattamentu termicu pre-saldatura o post-saldatura. Usendu stu mecanismu di saldatura, a velocità di raffreddamentu di a piscina di saldatura pò esse cuntrullata in un certu intervallu, chì hè beneficu per saldà alcuni materiali cù alta sensibilità à e crepe, cum'è l'acciaiu à altu carbone, l'acciaiu legatu, ecc., è pò ancu migliurà a tenacità di a saldatura.
2. In u secondu tipu di mecanismu di saldatura, a distanza focale trà i dui fasci di luce hè relativamente chjuca. I dui fasci di luce producenu dui fori di serratura indipendenti in una piscina di saldatura, ciò chì cambia u schema di flussu di u metallu liquidu è aiuta à prevene u grippaghju. Pò eliminà l'apparizione di difetti cum'è bordi è rigonfiamenti di cordoni di saldatura è migliurà a furmazione di saldatura.
3. In u terzu tipu di mecanismu di saldatura, a distanza trà i dui fasci di luce hè assai chjuca. In questu mumentu, i dui fasci di luce producenu u listessu bucu di serratura in a piscina di saldatura. In paragone cù a saldatura laser à fasciu unicu, postu chì a dimensione di u bucu di serratura diventa più grande è ùn hè micca faciule da chjude, u prucessu di saldatura hè più stabile è u gasu hè più faciule da scaricà, ciò chì hè beneficu per riduce i pori è i spruzzi, è ottene saldature continue, uniformi è belle.
Durante u prucessu di saldatura, i dui fasci laser ponu ancu esse fatti à un certu angulu l'unu rispettu à l'altru. U mecanismu di saldatura hè simile à u mecanismu di saldatura à doppiu fasciu parallelu. I risultati di e teste mostranu chì aduprendu dui OO di alta putenza cù un angulu di 30° l'unu rispettu à l'altru è una distanza di 1~2 mm, u fasciu laser pò ottene un bucu di serratura in forma d'imbutu. A dimensione di u bucu di serratura hè più grande è più stabile, ciò chì pò migliurà efficacemente a qualità di saldatura. In l'applicazioni pratiche, a cumbinazione mutuale di i dui fasci di luce pò esse cambiata secondu diverse cundizioni di saldatura per ottene diversi prucessi di saldatura.
6. Metudu d'implementazione di a saldatura laser à doppiu fasciu
L'acquistu di fasci doppi pò esse ottenutu cumbinendu dui fasci laser diversi, o un fasciu laser pò esse divisu in dui fasci laser per a saldatura utilizendu un sistema di spettrometria ottica. Per dividisce un fasciu di luce in dui fasci laser paralleli di putenze diverse, si pò aduprà un spettroscopiu o qualchì sistema otticu speciale. L'imagine mostra dui diagrammi schematici di i principii di divisione di a luce utilizendu specchi di focalizazione cum'è divisori di fasciu.
Inoltre, un riflettore pò ancu esse adupratu cum'è divisore di fasciu, è l'ultimu riflettore in u percorsu otticu pò esse adupratu cum'è divisore di fasciu. Stu tipu di riflettore hè ancu chjamatu riflettore di tipu tettu. A so superficia riflettente ùn hè micca una superficia piana, ma hè custituita da dui piani. A linea d'intersezione di e duie superfici riflettenti si trova in u mezu di a superficia di u specchiu, simile à una cresta di tettu, cum'è mostratu in a figura. Un fasciu di luce parallela brilla nantu à u spettroscopiu, hè riflessu da dui piani à anguli diversi per furmà dui fasci di luce, è brilla nantu à diverse pusizioni di u specchiu di focalizazione. Dopu a focalizazione, dui fasci di luce sò ottenuti à una certa distanza nantu à a superficia di a pezza. Cambiendu l'angulu trà e duie superfici riflettenti è a pusizione di u tettu, si ponu ottene fasci di luce divisi cù diverse distanze è disposizioni di focalizazione.
Quandu si utilizanu dui tipi diffirenti diraggi laser tPer furmà un doppiu fasciu, ci sò parechje cumminazzioni. Un laser CO2 di alta qualità cù una distribuzione di energia gaussiana pò esse adupratu per u travagliu principale di saldatura, è un laser à semiconduttore cù una distribuzione di energia rettangulare pò esse adupratu per aiutà in u travagliu di trattamentu termicu. Da una parte, sta cumminazione hè più ecunomica. Da l'altra parte, a putenza di i dui fasci di luce pò esse aghjustata indipindentamente. Per diverse forme di giunzione, un campu di temperatura aghjustabile pò esse ottenutu aghjustendu a pusizione di sovrapposizione di u laser è di u laser à semiconduttore, chì hè assai adattatu per a saldatura. Cuntrollu di u prucessu. Inoltre, u laser YAG è u laser CO2 ponu ancu esse cumminati in un doppiu fasciu per a saldatura, u laser cuntinuu è u laser à impulsi ponu esse cumminati per a saldatura, è u fasciu focalizatu è u fasciu defocalizatu ponu ancu esse cumminati per a saldatura.
7. Principiu di a saldatura laser à doppiu fasciu
3.1 Saldatura laser à doppiu fasciu di lamiere galvanizate
A lamiera d'acciaio galvanizzata hè u materiale u più cumunamente utilizatu in l'industria automobilistica. U puntu di fusione di l'acciaio hè intornu à 1500 °C, mentre chì u puntu di ebullizione di u zincu hè solu 906 °C. Dunque, quandu si usa u metudu di saldatura à fusione, si genera di solitu una grande quantità di vapore di zincu, chì face chì u prucessu di saldatura sia instabile, furmendu pori in a saldatura. Per i giunti di sovrapposizione, a volatilizazione di u stratu galvanizatu ùn si verifica micca solu nantu à e superfici superiore è inferiore, ma si verifica ancu nantu à a superficia di u giuntu. Durante u prucessu di saldatura, u vapore di zincu espelle rapidamente da a superficia di a piscina fusa in alcune zone, mentre chì in altre zone hè difficiule per u vapore di zincu di scappà da a piscina fusa. Nantu à a superficia di a piscina, a qualità di a saldatura hè assai instabile.
A saldatura laser à doppiu fasciu pò risolve i prublemi di qualità di saldatura causati da u vapore di zincu. Un metudu hè di cuntrullà u tempu di esistenza è a velocità di raffreddamentu di u bagnu fusu currispundendu ragiunevolmente l'energia di i dui fasci per facilità a fuga di u vapore di zincu; l'altru metudu hè di liberà u vapore di zincu per pre-perforazione o scanalatura. Cum'è mostratu in a Figura 6-31, u laser CO2 hè adupratu per a saldatura. U laser YAG hè davanti à u laser CO2 è hè adupratu per perforà fori o taglià scanalature. I fori o scanalature pre-processate furniscenu una via di fuga per u vapore di zincu generatu durante a saldatura successiva, impedendulu di rimanere in u bagnu fusu è di furmà difetti.
3.2 Saldatura laser à doppiu fasciu di lega d'aluminiu
A causa di e caratteristiche di prestazione particulari di i materiali in lega d'aluminiu, ci sò e seguenti difficultà in l'usu di a saldatura laser [39]: a lega d'aluminiu hà un bassu tassu d'assorbimentu di u laser, è a riflettività iniziale di a superficia di u fasciu laser CO2 supera u 90%; i giunti di saldatura laser in lega d'aluminiu sò faciuli da pruduce Porosità, crepe; brusgiatura di elementi in lega durante a saldatura, ecc. Quandu si usa a saldatura laser unica, hè difficiule di stabilisce u bucu di a serratura è di mantene a stabilità. A saldatura laser à doppiu fasciu pò aumentà a dimensione di u bucu di a serratura, rendendu difficiule a chjusura di u bucu di a serratura, ciò chì hè beneficu per a scarica di gas. Pò ancu riduce a velocità di raffreddamentu è riduce l'occorrenza di pori è crepe di saldatura. Siccomu u prucessu di saldatura hè più stabile è a quantità di spruzzi hè ridutta, a forma di a superficia di saldatura ottenuta da a saldatura à doppiu fasciu di leghe d'aluminiu hè ancu significativamente megliu cà quella di a saldatura à un solu fasciu. A Figura 6-32 mostra l'aspettu di u giuntu di saldatura di a saldatura di testa in lega d'aluminiu di 3 mm di spessore cù laser à un solu fasciu CO2 è saldatura laser à doppiu fasciu.
A ricerca mostra chì quandu si salda una lega d'aluminiu di serie 5000 di 2 mm di spessore, quandu a distanza trà e duie travi hè 0,6 ~ 1,0 mm, u prucessu di saldatura hè relativamente stabile è l'apertura di u foru di serratura furmata hè più grande, ciò chì hè favurevule à l'evaporazione è a fuga di magnesiu durante u prucessu di saldatura. Se a distanza trà e duie travi hè troppu chjuca, u prucessu di saldatura di una sola trave ùn serà micca stabile. Se a distanza hè troppu grande, a penetrazione di a saldatura serà affettata, cum'è mostratu in a Figura 6-33. Inoltre, u rapportu energeticu di e duie travi hà ancu un grande impattu nantu à a qualità di a saldatura. Quandu e duie travi cù una spaziatura di 0,9 mm sò disposte in serie per a saldatura, l'energia di a trave precedente deve esse aumentata in modu apprupriatu in modu chì u rapportu energeticu di e duie travi prima è dopu sia più grande di 1: 1. Hè utile per migliurà a qualità di a saldatura, aumentà l'area di fusione è ottene sempre una saldatura liscia è bella quandu a velocità di saldatura hè alta.
3.3 Saldatura à doppia trave di piastre di spessore ineguale
In a pruduzzione industriale, hè spessu necessariu saldà duie o più piastre metalliche di diversi spessori è forme per furmà una piastra giuntata. In particulare in a pruduzzione automobilistica, l'applicazione di grezzi saldati à misura hè diventata sempre più diffusa. Saldendu piastre cù diverse specifiche, rivestimenti superficiali o proprietà, a resistenza pò esse aumentata, i consumabili ridutti è a qualità ridutta. A saldatura laser di piastre di diversi spessori hè generalmente aduprata in a saldatura di pannelli. Un prublema maiò hè chì e piastre da saldà devenu esse preformate cù bordi di alta precisione è assicurà un assemblaggio di alta precisione. L'usu di a saldatura à doppiu fasciu di piastre di spessore ineguale pò adattassi à diversi cambiamenti in i spazii di e piastre, i giunti di testa, i spessori relativi è i materiali di e piastre. Pò saldà piastre cù tolleranze di bordi è spazii più grandi è migliurà a velocità di saldatura è a qualità di a saldatura.
I principali parametri di u prucessu di saldatura di Shuangguangdong di piastre di spessore ineguale ponu esse divisi in parametri di saldatura è parametri di piastra, cum'è mostratu in a figura. I parametri di saldatura includenu a putenza di i dui raggi laser, a velocità di saldatura, a pusizione di focu, l'angulu di a testa di saldatura, l'angulu di rotazione di u fasciu di u giuntu di testa à doppiu fasciu è l'offset di saldatura, ecc. I parametri di a scheda includenu a dimensione di u materiale, e prestazioni, e cundizioni di taglio, i spazii di a scheda, ecc. A putenza di i dui raggi laser pò esse aghjustata separatamente secondu diversi scopi di saldatura. A pusizione di focu hè generalmente situata nantu à a superficia di a piastra fina per ottene un prucessu di saldatura stabile è efficiente. L'angulu di a testa di saldatura hè generalmente sceltu per esse intornu à 6. Se u spessore di e duie piastre hè relativamente grande, si pò aduprà un angulu di a testa di saldatura pusitivu, vale à dì, u laser hè inclinatu versu a piastra fina, cum'è mostratu in l'imagine; quandu u spessore di a piastra hè relativamente chjucu, si pò aduprà un angulu di a testa di saldatura negativu. L'offset di saldatura hè definitu cum'è a distanza trà u focu laser è u bordu di a piastra spessa. Aghjustendu l'offset di saldatura, si pò riduce a quantità di ammaccatura di saldatura è si pò ottene una bona sezione trasversale di saldatura.
Quandu si saldanu piastre cù grandi spazii, pudete aumentà u diametru efficace di riscaldamentu di u fasciu ruotendu l'angulu di u doppiu fasciu per ottene bone capacità di riempimentu di spazii. A larghezza di a cima di a saldatura hè determinata da u diametru efficace di u fasciu di i dui fasci laser, vale à dì, l'angulu di rotazione di u fasciu. Più grande hè l'angulu di rotazione, più larga hè a gamma di riscaldamentu di u doppiu fasciu, è più grande hè a larghezza di a parte superiore di a saldatura. I dui fasci laser ghjocanu roli diversi in u prucessu di saldatura. Unu hè principalmente adupratu per penetrà a cucitura, mentre chì l'altru hè principalmente adupratu per funde u materiale di a piastra spessa per riempie u spaziu. Cum'è mostratu in a Figura 6-35, sottu un angulu di rotazione di u fasciu pusitivu (u fasciu frontale agisce nantu à a piastra spessa, u fasciu posteriore agisce nantu à a saldatura), u fasciu frontale hè incidente nantu à a piastra spessa per riscaldà è funde u materiale, è u seguente U fasciu laser crea penetrazione. U primu raghju laser in fronte pò solu funde parzialmente a piastra spessa, ma cuntribuisce assai à u prucessu di saldatura, perchè ùn solu funde u latu di a piastra spessa per un megliu riempimentu di u spaziu, ma pre-unisce ancu u materiale di u giuntu in modu chì i fasci seguenti sianu più faciuli da saldà attraversu i giunti, permettendu una saldatura più rapida. In a saldatura à doppiu fasciu cù un angulu di rotazione negativu (u fasciu frontale agisce nantu à a saldatura, è u fasciu posteriore agisce nantu à a piastra spessa), i dui fasci anu esattamente l'effettu oppostu. U primu fasciu funde u giuntu, è u secondu fasciu funde a piastra spessa per riempia u spaziu. In questu casu, u fasciu frontale hè necessariu per saldà attraversu a piastra fredda, è a velocità di saldatura hè più lenta chè aduprà un angulu di rotazione di u fasciu pusitivu. È per via di l'effettu di preriscaldamentu di u fasciu precedente, u secondu fasciu funderà più materiale di piastra spessa sottu a stessa putenza. In questu casu, a putenza di u secondu fasciu laser deve esse ridutta in modu apprupriatu. In paragone, aduprà un angulu di rotazione di u fasciu pusitivu pò aumentà in modu apprupriatu a velocità di saldatura, è aduprà un angulu di rotazione di u fasciu negativu pò ottene un megliu riempimentu di u spaziu. A figura 6-36 mostra l'influenza di diversi anguli di rotazione di u fasciu nantu à a sezione trasversale di a saldatura.
3.4 Saldatura laser à doppiu fasciu di piastre spesse di grande dimensione Cù u miglioramentu di u livellu di putenza laser è di a qualità di u fasciu, a saldatura laser di piastre spesse di grande dimensione hè diventata una realità. Tuttavia, postu chì i laser d'alta putenza sò cari è a saldatura di piastre spesse di grande dimensione richiede generalmente metallu d'apportu, ci sò certe limitazioni in a pruduzzione attuale. L'usu di a tecnulugia di saldatura laser à doppiu fasciu pò micca solu aumentà a putenza laser, ma ancu aumentà u diametru efficace di riscaldamentu di u fasciu, aumentà a capacità di scioglie u filu d'apportu, stabilizà u foru di serratura laser, migliurà a stabilità di a saldatura è migliurà a qualità di a saldatura.
Data di publicazione: 29 d'aprile di u 2024
