Ikki nurli payvandlash usuli, asosan, moslashuvchanlikni hal qilish uchun taklif etiladilazerli payvandlashyig'ishning aniqligiga, payvandlash jarayonining barqarorligini yaxshilashga va payvand sifatini yaxshilashga, ayniqsa, yupqa plastinka payvandlash va alyuminiy qotishma payvandlash uchun. Ikki nurli lazerli payvandlash bir xil lazerni payvandlash uchun ikkita alohida yorug'lik nuriga ajratish uchun optik usullardan foydalanishi mumkin. Bundan tashqari, CO2 lazer, Nd: YAG lazer va yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli lazerni birlashtirish uchun ikki xil turdagi lazerlardan foydalanishi mumkin. birlashtirilishi mumkin. Nur energiyasini, nur oralig'ini va hatto ikkita nurning energiya taqsimotini o'zgartirish orqali payvandlash harorati maydoni qulay va moslashuvchan tarzda sozlanishi, teshiklarning mavjudligi naqshini va eritilgan hovuzdagi suyuq metallning oqim sxemasini o'zgartirishi mumkin. , payvandlash jarayoni uchun yaxshiroq yechimni ta'minlash. Tanlovning keng maydoni bitta nurli lazerli payvandlash bilan tengsizdir. U nafaqat lazerli payvandlashning katta penetratsiyasi, tez tezligi va yuqori aniqligining afzalliklariga ega, balki an'anaviy lazerli payvandlash bilan payvandlash qiyin bo'lgan materiallar va bo'g'inlarga katta moslashuvchanlikka ega.
ning printsipiikki nurli lazerli payvandlash
Ikki nurli payvandlash payvandlash jarayonida bir vaqtning o'zida ikkita lazer nuridan foydalanishni anglatadi. Nurning joylashishi, nur oralig'i, ikkita nur orasidagi burchak, fokuslanish holati va ikkita nurning energiya nisbati - bularning barchasi ikki nurli lazerli payvandlashda tegishli sozlamalardir. parametr. Odatda, payvandlash jarayonida er-xotin nurlarni tartibga solishning ikkita usuli mavjud. Rasmda ko'rsatilganidek, biri payvandlash yo'nalishi bo'ylab ketma-ket joylashtirilgan. Ushbu tartibga solish eritilgan hovuzning sovutish tezligini kamaytirishi mumkin. Payvand chokining qattiqlashuv tendentsiyasini va g'ovaklarning paydo bo'lishini kamaytiradi. Ikkinchisi, payvand chokiga moslashishni yaxshilash uchun ularni chokning ikkala tomonida yonma-yon yoki ko'ndalang joylashtirishdir.
Ikki nurli lazerli payvandlash printsipi
Ikki nurli payvandlash payvandlash jarayonida bir vaqtning o'zida ikkita lazer nuridan foydalanishni anglatadi. Nurning joylashishi, nur oralig'i, ikkita nur orasidagi burchak, fokuslanish holati va ikkita nurning energiya nisbati - bularning barchasi ikki nurli lazerli payvandlashda tegishli sozlamalardir. parametr. Odatda, payvandlash jarayonida er-xotin nurlarni tartibga solishning ikkita usuli mavjud. Rasmda ko'rsatilganidek, biri payvandlash yo'nalishi bo'ylab ketma-ket joylashtirilgan. Ushbu tartibga solish eritilgan hovuzning sovutish tezligini kamaytirishi mumkin. Payvand chokining qattiqlashuv tendentsiyasini va g'ovaklarning paydo bo'lishini kamaytiradi. Ikkinchisi, payvand chokiga moslashishni yaxshilash uchun ularni chokning ikkala tomonida yonma-yon yoki ko'ndalang joylashtirishdir.
Tandemli ikkita nurli lazerli payvandlash tizimi uchun quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, old va orqa nurlar orasidagi masofaga qarab uch xil payvandlash mexanizmi mavjud.
1. Birinchi turdagi payvandlash mexanizmida ikkita yorug'lik nurlari orasidagi masofa nisbatan katta. Bir yorug'lik nuri katta energiya zichligiga ega va payvandlashda kalit teshiklarini ishlab chiqarish uchun ishlov beriladigan qismning yuzasiga qaratilgan; boshqa yorug'lik nuri kichikroq energiya zichligiga ega. Faqat payvandlashdan oldingi yoki payvandlashdan keyingi issiqlik bilan ishlov berish uchun issiqlik manbai sifatida ishlatiladi. Ushbu payvandlash mexanizmidan foydalanib, payvandlash havzasining sovutish tezligi ma'lum bir diapazonda boshqarilishi mumkin, bu yuqori uglerodli po'lat, qotishma po'lat va boshqalar kabi yuqori yorilishga sezgir bo'lgan ba'zi materiallarni payvandlash uchun foydalidir va shuningdek, qattiqlikni yaxshilashi mumkin. payvand chokidan.
2. Ikkinchi turdagi payvandlash mexanizmida ikkita yorug'lik nurlari orasidagi fokus masofasi nisbatan kichik. Ikkita yorug'lik nurlari payvandlash havzasida ikkita mustaqil kalit teshigi hosil qiladi, bu suyuq metallning oqim sxemasini o'zgartiradi va tutilishning oldini olishga yordam beradi. Bu qirralar va payvand choki bo'rtib chiqishi kabi nuqsonlarning paydo bo'lishini bartaraf etishi va payvand chokining shakllanishini yaxshilashi mumkin.
3. Uchinchi turdagi payvandlash mexanizmida ikkita yorug'lik nurlari orasidagi masofa juda kichik. Bu vaqtda ikkita yorug'lik nurlari payvandlash havzasida bir xil kalit teshigini hosil qiladi. Yagona nurli lazerli payvandlash bilan solishtirganda, kalit teshigi kattalashgani va yopish oson bo'lmaganligi sababli, payvandlash jarayoni barqarorroq va gazni chiqarish osonroq bo'ladi, bu esa gözenekler va chayqalishlarni kamaytirish va uzluksiz, bir xil va chiroyli payvandlar.
Payvandlash jarayonida ikkita lazer nurlari bir-biriga ma'lum bir burchak ostida ham amalga oshirilishi mumkin. Payvandlash mexanizmi parallel er-xotin nurli payvandlash mexanizmiga o'xshaydi. Sinov natijalari shuni ko'rsatadiki, bir-biriga 30 ° burchak ostida va 1 ~ 2 mm masofada ikkita yuqori quvvatli OO'lardan foydalangan holda, lazer nurlari huni shaklidagi kalit teshigini olishi mumkin. Kalit teshik o'lchami kattaroq va barqarorroq, bu esa payvandlash sifatini samarali ravishda yaxshilashi mumkin. Amaliy ilovalarda ikkita yorug'lik nurlarining o'zaro kombinatsiyasi turli xil payvandlash jarayonlariga erishish uchun turli xil payvandlash sharoitlariga qarab o'zgartirilishi mumkin.
6. Ikki nurli lazerli payvandlashni amalga oshirish usuli
Ikkita nurlanishni ikki xil lazer nurlarini birlashtirish orqali olish mumkin yoki bitta lazer nurini optik spektrometriya tizimi yordamida payvandlash uchun ikkita lazer nuriga bo'lish mumkin. Yorug'lik nurini turli quvvatdagi ikkita parallel lazer nurlariga bo'lish uchun spektroskop yoki biron bir maxsus optik tizimdan foydalanish mumkin. Rasmda nurni ajratuvchi sifatida fokuslovchi nometalllardan foydalangan holda yorug'likni ajratish printsiplarining ikkita sxematik diagrammasi ko'rsatilgan.
Bundan tashqari, nurni ajratuvchi sifatida reflektor ham ishlatilishi mumkin va optik yo'ldagi oxirgi reflektor nurni ajratuvchi sifatida ishlatilishi mumkin. Ushbu turdagi reflektor tom tipidagi reflektor deb ham ataladi. Uning aks ettiruvchi yuzasi tekis sirt emas, balki ikkita tekislikdan iborat. Ikki aks ettiruvchi sirtning kesishish chizig'i rasmda ko'rsatilganidek, tom tizmasiga o'xshash oyna yuzasining o'rtasida joylashgan. Spektroskopga parallel yorug'lik nuri tushadi, ikkita yorug'lik nurini hosil qilish uchun turli burchaklardagi ikkita tekislik bilan aks etadi va fokuslovchi oynaning turli pozitsiyalarida porlaydi. Fokuslashdan so'ng, ishlov beriladigan qismning yuzasida ma'lum masofada ikkita yorug'lik nurlari olinadi. Ikki aks ettiruvchi sirt orasidagi burchakni va tomning o'rnini o'zgartirib, turli xil fokus masofalari va tartiblari bilan ajratilgan yorug'lik nurlarini olish mumkin.
Ikki xil turdagi foydalanilgandalazer nurlari to er-xotin nur hosil qiladi, ko'plab kombinatsiyalar mavjud. Asosiy payvandlash ishlari uchun Gauss energiya taqsimotiga ega yuqori sifatli CO2 lazeridan foydalanish mumkin va issiqlik bilan ishlov berish ishlarida yordam berish uchun to'rtburchak energiya taqsimotiga ega yarimo'tkazgichli lazerdan foydalanish mumkin. Bir tomondan, bu kombinatsiya yanada tejamkor. Boshqa tomondan, ikkita yorug'lik nurlarining kuchi mustaqil ravishda sozlanishi mumkin. Turli qo'shma shakllar uchun lazer va yarimo'tkazgich lazerining bir-biriga yopishgan holatini sozlash orqali sozlanishi harorat maydonini olish mumkin, bu payvandlash uchun juda mos keladi. Jarayonni boshqarish. Bundan tashqari, YAG lazeri va CO2 lazeri payvandlash uchun ikkita nurga birlashtirilishi mumkin, uzluksiz lazer va impulsli lazer payvandlash uchun birlashtirilishi mumkin va fokuslangan nur va defokuslangan nur ham payvandlash uchun birlashtirilishi mumkin.
7. Ikki nurli lazerli payvandlash printsipi
3.1 Galvanizli plitalarning ikki nurli lazerli payvandlashi
Galvanizli po'lat plitalar avtomobil sanoatida eng ko'p ishlatiladigan materialdir. Po'latning erish nuqtasi 1500 ° C atrofida, sinkning qaynash nuqtasi esa atigi 906 ° S. Shuning uchun, termoyadroviy payvandlash usulidan foydalanganda, odatda, ko'p miqdorda sink bug'lari hosil bo'ladi, bu esa payvandlash jarayonining beqaror bo'lishiga olib keladi. , payvand chokida teshiklarni hosil qilish. Lap qo'shimchalar uchun galvanizli qatlamning uchuvchanligi nafaqat yuqori va pastki yuzalarda, balki qo'shma sirtda ham sodir bo'ladi. Payvandlash jarayonida sink bug'i ba'zi joylarda erigan hovuz yuzasidan tezda chiqib ketadi, boshqa joylarda esa sink bug'ining eritilgan hovuzdan chiqishi qiyin. Hovuzning yuzasida payvandlash sifati juda beqaror.
Ikki nurli lazerli payvandlash sink bug'idan kelib chiqqan payvandlash sifati muammolarini hal qilishi mumkin. Usullardan biri sink bug'ining chiqishini osonlashtirish uchun ikkita nurning energiyasini oqilona moslashtirish orqali eritilgan hovuzning mavjudligi vaqtini va sovutish tezligini nazorat qilishdir; boshqa usul - sink bug'ini oldindan zımbalash yoki yiv ochish orqali chiqarish. 6-31-rasmda ko'rsatilganidek, CO2 lazeri payvandlash uchun ishlatiladi. YAG lazeri CO2 lazerining oldida bo'lib, teshiklarni burg'ulash yoki oluklarni kesish uchun ishlatiladi. Oldindan qayta ishlangan teshiklar yoki oluklar keyingi payvandlash jarayonida hosil bo'lgan sink bug'lari uchun qochish yo'lini ta'minlaydi, uning erigan hovuzda qolishiga va nuqsonlar hosil bo'lishiga yo'l qo'ymaydi.
3.2 Alyuminiy qotishmasining ikki nurli lazerli payvandlash
Alyuminiy qotishma materiallarining maxsus ishlash ko'rsatkichlari tufayli lazerli payvandlashni qo'llashda quyidagi qiyinchiliklar mavjud [39]: alyuminiy qotishmasi lazerning past assimilyatsiya tezligiga ega va CO2 lazer nurlari yuzasining dastlabki aks ettirish qobiliyati 90% dan oshadi; alyuminiy qotishma lazerli payvandlash tikuvlarini ishlab chiqarish oson Porozlik, yoriqlar; payvandlash paytida qotishma elementlarning yonishi va boshqalar Yagona lazerli payvandlashdan foydalanganda, kalit teshigini o'rnatish va barqarorlikni saqlash qiyin. Ikki nurli lazerli payvandlash kalit teshigining hajmini oshirishi mumkin, bu esa kalit teshigining yopilishini qiyinlashtiradi, bu esa gazning chiqishi uchun foydalidir. Bundan tashqari, sovutish tezligini kamaytirishi va teshiklar va payvandlash yoriqlari paydo bo'lishini kamaytirishi mumkin. Payvandlash jarayoni barqarorroq bo'lgani uchun va chayqalish miqdori kamayganligi sababli, alyuminiy qotishmalarining ikki nurli payvandlash yo'li bilan olingan payvand yuzasi shakli ham bir nurli payvandlashdan sezilarli darajada yaxshiroqdir. 6-32-rasmda CO2 bitta nurli lazer va ikki nurli lazerli payvandlash yordamida 3 mm qalinlikdagi alyuminiy qotishma payvand chokining payvand chokining ko'rinishi ko'rsatilgan.
Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, 2 mm qalinlikdagi 5000 seriyali alyuminiy qotishmasini payvandlashda, ikkita nur orasidagi masofa 0,6 ~ 1,0 mm bo'lsa, payvandlash jarayoni nisbatan barqaror va hosil bo'lgan kalit teshigi kattaroq bo'ladi, bu esa magniyning bug'lanishi va qochishi uchun qulaydir. payvandlash jarayoni. Ikki nur orasidagi masofa juda kichik bo'lsa, bitta nurning payvandlash jarayoni barqaror bo'lmaydi. Agar masofa juda katta bo'lsa, 6-33-rasmda ko'rsatilganidek, payvandlashning penetratsiyasi ta'sir qiladi. Bundan tashqari, ikkita nurning energiya nisbati ham payvandlash sifatiga katta ta'sir ko'rsatadi. Payvandlash uchun oraliqlari 0,9 mm bo'lgan ikkita nur ketma-ket joylashtirilganda, oldingi nurning energiyasini mos ravishda oshirish kerak, shunda ikkita nurning oldingi va keyingi energiya nisbati 1: 1 dan katta bo'ladi. Payvand chokining sifatini yaxshilash, erish maydonini oshirish va payvandlash tezligi yuqori bo'lganda ham silliq va chiroyli payvandlash tikuvini olish foydalidir.
3.3 Teng bo'lmagan qalinlikdagi plitalarning ikkita nurli payvandlash
Sanoat ishlab chiqarishida ko'pincha birlashtirilgan plastinka hosil qilish uchun har xil qalinlikdagi va shakldagi ikki yoki undan ortiq metall plitalarni payvandlash kerak bo'ladi. Ayniqsa, avtomobil ishlab chiqarishda tikilgan payvandlangan blankalarni qo'llash tobora keng tarqalmoqda. Turli xil xususiyatlarga, sirt qoplamalariga yoki xususiyatlarga ega bo'lgan plitalarni payvandlash orqali quvvatni oshirish, sarf materiallarini kamaytirish va sifatni pasaytirish mumkin. Panelni payvandlashda odatda turli qalinlikdagi plitalarni lazer bilan payvandlash qo'llaniladi. Asosiy muammo shundaki, payvandlanadigan plitalar yuqori aniqlikdagi qirralar bilan oldindan shakllantirilishi va yuqori aniqlikdagi yig'ilishni ta'minlashi kerak. Teng bo'lmagan qalinlikdagi plitalarni ikki nurli payvandlashdan foydalanish plastinka bo'shliqlari, bo'g'inlar, nisbiy qalinliklar va plastinka materiallaridagi turli xil o'zgarishlarga moslashishi mumkin. U kattaroq chekka va bo'shliq bardoshlik bilan plitalarni payvand qilishi va payvandlash tezligi va payvandlash sifatini yaxshilashi mumkin.
Shuangguangdongning teng bo'lmagan qalinligi plitalarini payvandlashning asosiy jarayon parametrlari rasmda ko'rsatilganidek, payvandlash parametrlari va plastinka parametrlariga bo'linishi mumkin. Payvandlash parametrlari ikkita lazer nurlarining quvvatini, payvandlash tezligini, fokus holatini, payvandlash boshi burchagini, ikki nurli ko't bo'g'inining nurning aylanish burchagini va payvandlash ofsetini va boshqalarni o'z ichiga oladi. Kengash parametrlariga material hajmi, ishlash, kesish shartlari, taxta bo'shliqlari kiradi. , va hokazo. Ikki lazer nurlarining quvvati turli xil payvandlash maqsadlariga ko'ra alohida sozlanishi mumkin. Fokus holati odatda barqaror va samarali payvandlash jarayoniga erishish uchun ingichka plastinka yuzasida joylashgan. Payvandlash boshining burchagi odatda 6 atrofida bo'lishi uchun tanlanadi. Ikki plastinka qalinligi nisbatan katta bo'lsa, musbat payvandlash boshi burchagidan foydalanish mumkin, ya'ni lazer rasmda ko'rsatilganidek, yupqa plastinka tomon egiladi; plastinka qalinligi nisbatan kichik bo'lsa, salbiy payvandlash boshi burchagidan foydalanish mumkin. Payvandlash ofseti lazer fokusi va qalin plastinkaning cheti orasidagi masofa sifatida aniqlanadi. Payvandlash ofsetini sozlash orqali payvand chokining miqdorini kamaytirish va yaxshi payvand kesimini olish mumkin.
Plitalarni katta bo'shliqlar bilan payvandlashda, yaxshi bo'shliqni to'ldirish qobiliyatiga ega bo'lish uchun ikki nurli burchakni aylantirish orqali samarali nurli isitish diametrini oshirishingiz mumkin. Payvand chokining ustki qismining kengligi ikkita lazer nurlarining samarali nurlari diametri, ya'ni nurning aylanish burchagi bilan belgilanadi. Burilish burchagi qanchalik katta bo'lsa, er-xotin nurning isitish diapazoni qanchalik keng bo'lsa va chokning yuqori qismining kengligi qanchalik katta bo'ladi. Ikki lazer nurlari payvandlash jarayonida turli rol o'ynaydi. Ulardan biri asosan tikuvga kirish uchun ishlatiladi, ikkinchisi esa bo'shliqni to'ldirish uchun qalin plastinka materialini eritish uchun ishlatiladi. 6-35-rasmda ko'rsatilganidek, nurning musbat aylanish burchagi ostida (old to'sin qalin plastinkada, orqa nur payvandda ishlaydi), oldingi nur materialni isitish va eritish uchun qalin plastinkaga tushadi va quyidagi biri Lazer nurlari penetratsiyani hosil qiladi. Old tomondan birinchi lazer nuri qalin plastinkani faqat qisman eritishi mumkin, lekin u payvandlash jarayoniga katta hissa qo'shadi, chunki u bo'shliqni yaxshiroq to'ldirish uchun qalin plastinkaning yon qismini eritibgina qolmay, balki qo'shma materialni oldindan birlashtiradi. quyidagi nurlar Tezroq payvandlash imkonini beruvchi bo'g'inlar orqali payvandlash osonroq. Manfiy burilish burchagi bilan ikki nurli payvandlashda (old nur payvandga, orqa nur esa qalin plastinkaga ta'sir qiladi) ikkita nur butunlay teskari ta'sirga ega. Avvalgi nur qo'shimchani eritadi, ikkinchisi esa uni to'ldirish uchun qalin plastinkani eritadi. bo'shliq. Bunday holda, oldingi nurni sovuq plastinka orqali payvandlash uchun talab qilinadi va payvandlash tezligi musbat nurning aylanish burchagini ishlatishdan ko'ra sekinroq bo'ladi. Va oldingi nurning oldindan isitish effekti tufayli, ikkinchi nur bir xil quvvat ostida qalinroq plastinka materialini eritadi. Bunday holda, oxirgi lazer nurining kuchi mos ravishda kamaytirilishi kerak. Taqqoslash uchun, musbat nurning aylanish burchagidan foydalanish payvandlash tezligini mos ravishda oshirishi mumkin va salbiy nurning aylanish burchagi yordamida bo'shliqni yaxshiroq to'ldirishga erishish mumkin. 6-36-rasmda turli nurlarning aylanish burchaklarining payvand chokining kesimiga ta'siri ko'rsatilgan.
3.4 Katta qalin plitalarning ikki nurli lazerli payvandlashi Lazer quvvati darajasi va nur sifatining yaxshilanishi bilan katta qalin plitalarning lazerli payvandlashi haqiqatga aylandi. Biroq, yuqori quvvatli lazerlar qimmat va katta qalin plitalarni payvandlash odatda plomba metallini talab qilganligi sababli, haqiqiy ishlab chiqarishda ma'lum cheklovlar mavjud. Ikki nurli lazerli payvandlash texnologiyasidan foydalanish nafaqat lazer quvvatini oshirish, balki samarali nur isitish diametrini oshirish, plomba simini eritish qobiliyatini oshirish, lazer kalit teshigini barqarorlashtirish, payvandlash barqarorligini yaxshilash va payvandlash sifatini yaxshilash imkonini beradi.
Xabar vaqti: 29-aprel, 2024-yil
