Perchè avemu bisognu di saldatura à filu laser?

In paragone cù i metudi di saldatura tradiziunali,saldatura laserhà vantaghji significativi - bassu apportu di calore, velocità di saldatura rapida, piccula zona affettata da u calore,

In l'ultimi anni, a saldatura laser hè stata largamente aduprata in l'industria automobilistica, a custruzzione navale, l'industria nucleare, l'aerospaziale.

L'industria aeronautica è altre industrie high-tech sò sempre più aduprate, è cù a riduzione di u costu di i gruppi cumpleti di equipaggiamenti, in i forniture di hardware di ogni ghjornu.

È altre applicazioni ligate à a vita anu cuminciatu à cresce rapidamente. Ma à u listessu tempu, a saldatura laser unica hà ancu certi difetti,

Ùn pò micca risponde à i bisogni sempre più diversi: prima, a saldatura laser unica nantu à i requisiti di u spaziu di l'assemblea di saldatura hè assai stretta,

Di solitu hè necessariu avè una distanza < 0,2 mm, altrimenti hè difficiule d'ottene una bona cunnessione; Siconda,saldatura laser unicahè assai sensibile à e crepe di saldatura

Hè assai faciule di causà crepe di saldatura, è a cumpusizione di a saldatura ùn pò esse aghjustata per cuntrullà a generazione di crepe; Terzu, unicu

A saldatura laser richiede laser di putenza ultra-alta quandu si saldanu piastre di grande spessore, è a so capacità di penetrazione dipende interamente da a putenza di u laser.

È a qualità di a saldatura ùn pò esse cumpletamente garantita.

Per risponde à i bisogni di u sviluppu di varie industrie, i metudi di saldatura laser sò stati ancu migliurati, è u sviluppu currispundente hè statu sviluppatu, cum'è questu articulu.

A saldatura à riempimentu di filu laser è altri metudi di saldatura sò descritti. A saldatura à riempimentu di filu laser hè sviluppata nantu à a basa di a saldatura à laser unicu,

In paragone cù a saldatura laser unica, hà vantaghji evidenti:

1Riduce assai i requisiti di assemblaggio di a pezza, perchè u filu di saldatura hè aghjuntu à u prucessu di saldatura, u metallu di a piscina di saldatura serà assai aumentatu è pò esse cupertu

Cunnette si cù una lacuna di saldatura più grande, mentre rende a saldatura più piena;

E proprietà di a microstruttura di a zona di saldatura ponu esse cuntrullate, perchè a cumpusizione di u filu di saldatura hè diversa da quella di u materiale di basa di u giuntu di saldatura.

Dopu chì u filu hè statu fusu in u bagnu di saldatura, a qualità, a cumpusizione è a proporzione di u bagnu di saldatura ponu esse aghjustate per cuntrullà u prucessu di solidificazione è a furmazione di microstruttura.

(3) L'input di energia di linea hè chjucu, a zona affettata da u calore è a deformazione termica sò chjuche, ciò chì hè assai favurevule à a saldatura di a pezza cù esigenze di deformazione strette;

④pò ottene una putenza laser più chjuca saldendu materiali più spessi, perchè u filu di saldatura hè aghjuntu à u prucessu di saldatura, si pò ottene una saldatura multipla, è

U metallu di u bagnu di saldatura serà significativamente ingranditu, in modu chì u giuntu di saldatura pò esse apertu per riduce a dimensione vera di a saldatura.

Saldatura laser di spessore, è dopu realizà a saldatura di filu laser multicanale di materiale di piastra spessa.

A differenza trà a saldatura à filu laser è a saldatura à filu laser

A forma di saldatura di riempimentu di filu laser hè mostrata in a Figura 1, chì hè diversa da a brasatura di riempimentu di filu laser mostrata in a Figura 2. L'elementi basi di i dui metudi di saldatura sò

Coerente, sò cumposti da un raghju laser, filu di saldatura, pezzi di saldatura, gas protettivu secondu i bisogni attuali per decide se aghjunghje, implicatu

È l'equipaggiamenti principali sò a macchina di alimentazione di filu, a macchina di saldatura, a testa di pistola dolce per saldatura di riempitore di filu, a testa di saldatura, u laser d'alta putenza.

Figura 1 Saldatura à fusione di filu laser

Figura 2 Brasatura à filu laser

Ancu s'ellu ùn ci hè basicamente nisuna differenza in a forma esterna di i dui metudi di saldatura, ci hè una differenza significativa in essenza. Quandu si salda à filu laser,

U laser generalmente usa un laser à fibra d'alta putenza, cum'è mostratu in a Figura 3, u laser ùn hà micca solu bisognu di un filu di saldatura, ma hà ancu bisognu di funde u metallu di basa è in

L'effettu speciale di u foru di a saldatura à penetrazione prufonda laser hè furmatu nantu à u metallu di basa, furmendu una piscina di fusione prufonda, è a cumpusizione di u filu di saldatura hè cumpletamente mischiata cù a cumpusizione metallica di u metallu di basa.

Si forma una nova piscina fusa ibrida, è a cumpusizione di l'elementi, a proporzione è a qualità di a piscina fusa ibrida sò più grande di quelle di u filu di saldatura è di u materiale di basa.

Dunque, u filu di saldatura adattatu pò esse aghjuntu à u prucessu di saldatura secondu i difetti di prestazione di u materiale di basa stessu, in modu da migliurà l'efficienza di saldatura.

À u livellu di vista, a resistenza à e crepe, a resistenza à a fatica, a resistenza à a corrosione, a resistenza à l'usura è altri aspetti di a saldatura sò migliorati apposta. in più

Inoltre, a saldatura à filu laser pò esse una saldatura impilata multicanale, perchè pò ottene una saldatura à penetrazione profonda cù un effettu di picculi fori, chì pò esse ottenuta.

A fusione cumpleta di i dui strati inferiori di u cordone di saldatura evita difetti serii di non fusione, cusì hà a capacità di saldà giunti di grande spessore.

Quandufilu laserbrasatura, u laser generalmente usa un laser semiconduttore di alta putenza, cum'è mostratu in a Figura 4

Nant'à u filu di saldatura, solu una piccula quantità di laser agisce nantu à a saldatura è fonde una piccula quantità di metallu nantu à a superficia di a saldatura, è u bagnu di fusione hè guasi scioltu per fusione.

U filu di saldatura hè furmatu, dunque a prestazione di saldatura dipende principalmente da a cumpusizione elementale è a proporzione di u filu di saldatura è di u filu di saldatura fusu à a saldatura.

U scopu principale di a brasatura à filu laser hè di ottene una certa forza di cunnessione di u giuntu di saldatura.

È a sigillatura, è a brasatura à filu laser ùn pò esse una saldatura impilata multicanale, i dui strati superiori è inferiori di a saldatura ùn ponu esse basicamente solidi

Avà cumpletamente è efficacemente fusa, e proprietà meccaniche di l'articulazione sò assai scarse.

Campu d'applicazione di a saldatura à filu laser

Cù u sviluppu di a tecnulugia di saldatura di riempimentu di filu laser è l'aumentu di u limitu di putenza laser, a gamma di applicazione disaldatura di riempimentu di filu laser

Sempre più estensivu, principalmente in i seguenti aspetti:

Saldatura à filu laser di lega d'aluminiu

In generale, postu chì a lega d'aluminiu stessa hà una alta riflettività à u laser è una alta conducibilità termica, a lega d'aluminiu hè saldata à laser.

Quandu a putenza laser necessaria hè grande, questu porta à elementi à bassu puntu d'ebullizione in leghe d'aluminiu (cum'è Mg, Zn, ecc.) perdite gravi per evaporazione è combustione,

À u listessu tempu, a bassa tensione superficiale di u metallu fusu affetta e caratteristiche di solidificazione di a saldatura, è queste ragioni portanu à l'esistenza di leghe d'aluminiu per saldatura laser.

Parechji prublemi - scarse proprietà meccaniche di i giunti di saldatura, scarsa furmazione di saldature, porosità è crepe serie. Invece, un laser hè adupratu per riempie u filu

A saldatura di lega d'aluminiu migliurà significativamente questi prublemi:

1A saldatura à filu laser pò migliurà a depressione di a superficia di saldatura, migliurà efficacemente a saldaturaTipu, è u spruzzu di u prucessu di saldatura hè chjucu;

2L'aghjunta di filu di saldatura ùn pò micca solu influenzà l'orientazione di i cristalli cilindrici in a saldatura, ma ancu diluisce a saldatura.L'interfaccia cristallina generata da a crescita relativa di u cristallu culunnare di u core migliora a furmazione di saldature, è migliora ancu a velocità di assorbimentu di u materiale à u laser.

Cù l'aumentu di a larghezza di fusione, a microdurezza diminuisce ligeramente, è a resistenza à a trazione è l'allungamentu di u giuntu saranu significativi sottu à i parametri di prucessu ottimizzati.

Migliurà; (3) A saldatura cù parametri di prucessu adatti pò ottene senza difetti interni evidenti, microdurezza di HV60 o più, è HAZ di i giunti

Ùn ci hè micca un rammollimentu evidente di u giuntu di saldatura in a zona, è a frattura hè in a zona di u materiale di basa durante a prova di trazione.

Saldatura à filu laser di metalli dissimili

Per certi ambienti di travagliu esigenti o per via di cunsiderazioni di costu, hè spessu necessariu avè parechji aspetti di una pezza à u listessu tempu.

Proprietà speciali, cum'è a resistenza à a corrosione, l'alta resistenza specifica, a resistenza à u calore, a resistenza à l'usura, l'alta conducibilità, a bona dissipazione di u calore, ecc., ma a grande maggioranza

I materiali metallichi ùn ponu micca avè un numeru di proprietà speciali più prominenti à u listessu tempu, è i materiali metallichi cù proprietà speciali sò spessu

Scarsu è caru, ùn pò esse adupratu in grande quantità, dunque se pudete fà una varietà di materiali cù proprietà speciali per ottene una cunnessione efficace, allora

Pò risponde à i requisiti d'usu. A differenza in e proprietà fisiche è chimiche di i materiali metallichi dissimili hè generalmente grande, ciò chì hè inevitabile in u prucessu di saldatura.

A furmazione di cumposti intermetallici, chì anu un grande impattu nantu à e prestazioni di i giunti di saldatura, i cumposti intermetallici fragili renderanu a saldatura assai faciule da pruduce.

Hè assai difficiule d'utilizà direttamente un solu laser per saldà giunti metallichi dissimili, è a so stabilità di prucessu hè difficiule da cuntrullà.

Difficultà di ripruduzzione. Un gran numeru di studiosi è esperti anu trovu chì a saldatura à filu laser hè relativamente bona per a saldatura di metalli dissimili, è a scelta hè adatta.

U filu di riempimentu pò impedisce a furmazione di cumposti intermetallici finu à un certu puntu, è pò migliurà assai a meccanica di i giunti saldati.

Prestazione:

1U giuntu di sovrapposizione Mg/Cu saldatu da a saldatura di riempimentu di filu laser pò esse furmatu bè sottu parametri di prucessu adattiA resistenza massima à u tagliu di i giunti di metalli dissimili cù una certa forza pò ghjunghje à 164,2 MPa, chì hè u 64% di u metallu di basa di a lega di magnesiu.

2 A saldatura di a giunzione di sovrapposizione Al/Ti è di a giunzione di testa hè stata studiata, è i risultati mostranu chì u prucessu di saldatura hè stabile è furmatu quandu si usa un puntu luminosu rettangulare.Bella, larga gamma di parametri di prucessu, alta qualità di saldatura, a so resistenza massima à a trazione righjunghje u 94% di u metallu di basa in lega d'aluminiu;Migliurà a furmazione di saldature.Per i pezzi di travagliu cù scopi di cuscinetti, se a saldatura si collassa, u so spessore efficace serà riduttu, è e proprietà meccaniche saranu ridutte se a saldatura si rompe.

Cunducerà à una cuncentrazione di stress à u bordu di a saldatura, è e proprietà meccaniche saranu ridutte. Per a pezza cù esigenze d'aspettu, se a saldatura si collassa

Incastrà o morde u bordu pò avè un impattu visuale seriu è hè inaccettabile. Per fà a saldatura cumpleta, a saldatura à filu laser

Hè un metudu assai bonu, perchè u filu di saldatura hè fusu in u bagnu fusu, pò aumentà efficacemente u vulume di u bagnu fusu, è dopu assicurà chì a saldatura sia piena

Difettu di u bordu di u morsu.

Per a pezza cù una grande fessura di giunzione (in generale≥0,3 mm), a saldatura laser unica hè difficiule da ottene una cunnessione efficace, è pò esse riempita solu

U materiale supplementu pò riempie u spaziu di saldatura, dunque a saldatura à filu laser hè una suluzione assai efficace.

Saldatura di filetti à fessura stretta

A saldatura di riempimentu di filu laser à spaziu strettu pò realizà a saldatura efficace di piastre medie è spesse aduprendu laser di piccula è media putenza, micca solu aghjunghjendu saldatura

Filu per cambià a cumpusizione è a struttura di u metallu saldatu, migliurà e prestazioni generali di u giuntu saldatu, ma ancu migliurà a pendenza di saldatura laser unica

L'adattabilità è a tolleranza à i guasti di a distanza di a bocca, è a zona affettata da u calore di a saldatura hè stretta, è a tensione di a giunzione saldata hè ancu chjuca, chì hà un grande travagliu.

Dunque, in l'ultimi anni, parechji esperti è studiosi anu realizatu ricerche pertinenti nantu à questu:

1Usendu un filu laser à spaziu strettu chì riempie multicanaleMetudu di saldatura saldatu una piastra d'acciaio marina Q345D di 40 mm di spessore, i risultati mostranu chì i parametri di u prucessu di saldatura adatti ponu ottene una bona forma,

A giuntura saldata senza porosità, senza difetti cum'è a non fusione, a resistenza à l'impattu di u centru di saldatura hè bona, è a resistenza à a trazione di a saldatura hè più alta di quella di u materiale di basa;

2L'acciaiu di u rotore di 50 mm di spessore hè statu saldatu per saldatura multi-passu cù riempimentu di filu laser à strettu spaziu, è i risultati anu dimustratu chì i parametri di u prucessu di saldatura eranu adatti.

Pò ottene una bona furmazione, senza difetti cum'è a non fusione di u muru laterale, a tenacità à l'impattu di l'articulazione hè ridutta, ma a so resistenza à a trazione hè più alta di quella di a mamma.

Legnu;③A saldatura di riempimentu di filu laser à strettu spaziu di lega d'aluminiu 5083 di 20 mm di spessore hè stata studiata, è i risultati mostranu chì i parametri di prucessu di saldatura adatti

Si pò ottene una giunzione saldata cù menu pori è senza difetti cum'è a non fusione.

Casi d'applicazione è raccomandazioni di parametri di l'attrezzatura è di u prucessu

1. Casi d'applicazione

Migliurà a furmazione di saldature

Requisiti: Saldatura in acciaio inox di 1 mm è 3 mm, a cucitura di saldatura ùn deve avè porosità è a stampatura deve esse bona.

Attrezzatura: RFL-C4000 (diametru di u core di fibra 200μm), alimentatore di filu, testa di saldatura.

Tavula 5 Raccomandazione di forma è dimensione di a scanalatura

Risultati: U stampaggio era bonu è a saldatura ùn avia micca porosità, cum'è mostratu in a Figura 5.

Figura 5 Furmazione di saldature è morfologia di sezioni trasversali

Saldatura multi-passu di riempimentu di filu laser à fessura stretta

Requisiti: piastra d'acciaio marinu Q345 di 18 mm di spessore saldata, chì richiede menu fori di saldatura, senza fusione, resistenza à a trazione di i giunti

A forza hè più alta chè u materiale di basa, è a furmazione di saldatura hè megliu.

Attrezzatura: RFL-C6000 (diametru di u core di fibra 400μm), alimentatore di filu, testa di saldatura.

Parametri di u prucessu: a passata di saldatura deve esse bisellata, a dimensione di u bisellatu hè mostrata in a Figura 6, è altri parametri di u prucessu di saldatura sò mostrati in a Tabella 2.

Figura 6 Dimensione di a scanalatura

Risultati: U stampaggio era bonu, ùn ci era micca mancanza di fusione, è a saldatura ùn avia praticamente micca porosità, cum'è mostratu in a Figura 7, è a prova di trazione hè stata realizata.

Hè pruvatu chì a saldatura si rompe in u materiale di basa, ciò chì indica chì a resistenza à a trazione di a giunzione hè più alta di quella di u materiale di basa.

FIG. 7 Diagramma metallograficu di a sezione trasversale di saldatura

2. Suggerimentu di l'attrezzatura è di i parametri di u prucessu

Migliurà a furmazione è a qualità di e saldature

Per a saldatura à filu laser à giuntu di testa di materiali cumuni, per migliurà a furmazione di saldatura, hè generalmente cunsigliatu chì u diametru di u core di u laser è di a fibra,

A testa di saldatura deve esse cunfigurata per assicurà chì u diametru di u puntu di focalizazione sia trà 0,4 mm è 0,6 mm, è u filu di saldatura deve esse sceltu cù u gradu adattatu.

L'altri parametri di saldatura sò mostrati in a Tavula 2 è a Tavula 3.

Saldatura multi-passu di riempimentu di filu laser à fessura stretta

Per a saldatura multi-passu di riempimentu di filu laser à spaziu strettu di piastre di spessore mediu, hè generalmente cunsigliatu chì u diametru di u puntu di focalizazione sia 0,6 mm ~ 1,0 mm, è

È u filu di saldatura deve sceglie u gradu adattatu, in più, a dimensione di a scanalatura di u giuntu deve esse di cuncepimentu raghjonevule, a dimensione di a scanalatura ùn pò esse troppu grande,

Altrimenti, hè faciule di causà a mancanza di fusione in a saldatura, è a dimensione generale di a scanalatura raccomandata hè mostrata in a Tabella 5; U numeru di cordone deve esse basatu annantu à u massimu di a giunzione.

Grande spessore da determinà, a prima saldatura inferiore hè cunsigliata per aduprà a capacità massima di saldatura di l'attrezzatura per determinà, dopu ogni prufundità di unu

Generalmente 3mm ~ 5mm; In quantu à i parametri di u prucessu di saldatura utilizati per ogni cordone, hè necessariu fidà si di a so prufundità di saldatura necessaria è quandu

A larghezza di a passata di saldatura frontale hè determinata. Quandu a larghezza di a passata di saldatura hè più grande, a quantità di sfocatura deve esse aumentata moderatamente per impedisce chì u muru laterale ùn si fundi.