تأثیر مواد بازتابی زیاد بر اثر جوشکاری دستگاههای جوشکاری لیزر

1. مقدمه

در تولید صنعتی مدرن ، فن آوری جوشکاری لیزر ، با مزایای آن از دقت و چگالی انرژی بالا ، به طور گسترده ای برای پیوستن به مواد مختلف استفاده می شود {0. با این حال ، هنگام برخورد با مواد پر از انعکاس (مانند مس ، آلومینیوم و آلیاژهای آنها) ، فرآیند جوشکاری لیزر به دلیل وجود بسیاری از خصوصیات بازتابی از ویژگی های بازتابی بسیار پیچیده می شود. اثر.} در - اکتشاف عمق مکانیسم تعامل بین مواد بازتابی و دستگاه های جوشکاری لیزر برای بهینه سازی فرایند جوشکاری و بهبود کیفیت جوشکاری. بسیار مهم است

2. ویژگی های مواد بازتابی بالا و تأثیر آنها بر جذب انرژی لیزر

(2.1) ویژگی های بازتابی از مواد بازتاب بالا

مواد بازتابی بالا (مصرف مس و آلومینیوم به عنوان مثال) دارای بازتاب بسیار بالایی برای لیزر . در محدوده طول موج مادون قرمز (مانند 1064nm) است که معمولاً در جوشکاری لیزر استفاده می شود ، بازتابی آلومینیوم می تواند به 80 ٪- 90}} ٪ و بازتابی از کپی ها برسد. برای اینکه انرژی لیزر به طور مؤثر توسط مواد جذب شود. مقدار زیادی از انرژی لیزر منعکس می شود ، که نه تنها باعث ایجاد زباله های انرژی می شود بلکه ممکن است به اجزای نوری (مانند تمرکز لنزها ، لنزهای محافظ و غیره) آسیب برساند.

(2.2) تأثیر جذب انرژی بر فرآیند جوشکاری

با توجه به دشواری در جذب انرژی اولیه ، برای شروع فرآیند جوشکاری هنگام جوشکاری ، قدرت لیزر بالاتر لازم است - مواد بازتابی.} با این حال ، یک قدرت بیش از حد بالا به وجود می آید ، مانند تبخیر فوری مواد به منظور ایجاد یک ابر پلاسما. intern indern indergment in in energment بازتاب می دهد و باعث می شود که ابر پلاسما بیشتر بازتاب می یابد و نتیجه می دهد و باعث می شود که فرکات را نشان دهد و باعث می شود که فلوراس را نشان دهد و نتیجه آن را نشان می دهد. و مشکلاتی از قبیل نفوذ ناپایدار جوش و تشکیل جوش ضعیف (مانند زیرپوش ، هلپ ، تخلخل و سایر نقایص).} در همان زمان ، بی ثباتی جذب انرژی همچنین کنترل ورودی گرما در طی فرآیند جوشکاری را دشوار می کند ، تأثیر می گذارد و بر خصوصیات مکانیکی مفصل جوش داده شده {4} 4}}}}}}}}}}}

3. مشکلات و تظاهرات کلیدی در جوشکاری لیزر از مواد بازتابی زیاد

(3.1) نقص تشکیل جوش

مشکل تخلخل: در حین جوشکاری مواد بازتابی زیاد ، به دلیل بی ثباتی جذب انرژی ، فرآیندهای ذوب و جامد سازی مواد ناهموار است ، که به راحتی باعث می شود گازها (مانند رطوبت و هوا جذب شده بر روی سطح مواد ، یا گازهای تولید شده توسط تبخیر فلز در طی فرآیند جوشکاری) برای فرار از زمان ، از بین برود و در زمان های مختلف ، از بین برود و در زمان های جوشکاری ، در زمان های جوشکاری در زمان های جوشکاری ، در زمان های جوشکاری ، در زمان های جوشکاری ، در جوشکاری ها ایجاد شود. جوش ، تأثیر بر کیفیت محصول .

عرض جوش متناقض و زیرپوش: نوسانات انرژی لیزر منجر به بی ثباتی ناحیه ذوب مواد می شود و کنترل عرض جوش به طور یکنواخت دشوار است . وقتی انرژی محلی خیلی زیاد است ، باعث ذوب بیش از حد لبه جوش می شود و باعث ایجاد نقص زیر بغل می شود ، که باعث افزایش قدرت جوش می شود و عملکرد خستگی را کاهش می دهد.

(3.2) ثبات جوشکاری ضعیف

ویژگی های بازتابی از مواد بازتابی بالا ، بازخورد انرژی را در مجموعه فرآیند جوشکاری لیزر ایجاد می کند ، که به راحتی باعث بی ثباتی فرآیند جوشکاری می شود. به عنوان مثال ، نور منعکس شده ممکن است در حالت نوسان لیزر تداخل داشته باشد و باعث نوسانات در انرژی خروجی لیزر شود. یا به دلیل تغییر پویا ابر پلاسما ، تعامل بین لیزر و مواد ناپایدار است و در نتیجه مشکلاتی از قبیل جوشکاری و جوش های ناپیوسته ، که به طور جدی بر راندمان تولید و قوام محصول {2 {}} تأثیر می گذارد

4. استراتژی برای مقابله با مشکلات جوشکاری لیزر از مواد بازتابی زیاد

(4.1) بهینه سازی تجهیزات و فرآیندهای لیزر

طول موج و تنظیم حالت: از طول موجهای لیزری که برای جذب مواد بالا - بازتابی ، مانند چراغ سبز (532 نانومتر) یا نور آبی (450 نانومتر) مناسب تر است ، در مقایسه با نور مادربزرگ ، میزان جذب این لیزرهای طول موج کوتاه با استفاده از مواد بازتولتی بالا ، به طور قابل توجهی بهینه می شود. با قدرت اوج بالا ، و از اثر "فرسایش" مواد در زیر عمل پالس برای از بین بردن لایه بازتاب بالا بر روی سطح مواد و افزایش جذب انرژی لیزر بعدی {{8} استفاده کنید.

بهینه سازی پارامترهای قدرت و پالس: به طور منطقی پارامترهایی مانند قدرت لیزر ، عرض پالس و فرکانس {0} را تنظیم کنید ، به عنوان مثال ، برای جوشکاری آلیاژ آلومینیوم ، از یک فرکانس پالس مناسب استفاده کنید تا زمان خنک کننده خاصی برای مواد در طول پالس اجازه دهد تا از تجمع بیش از حد ابر پلاسما جلوگیری شود. عرض پالس را برای کنترل ورودی گرما تنظیم کرده و تولید نقص جوش {{1} را کاهش دهید

(4.2) پیش درمانی و اقدامات کمکی

پیش تیمار: فرآیندی مانند سنگ زنی و ماسهبازی را بر روی سطح مواد بازتابی برای از بین بردن لایه اکسید سطح و لکه های روغن انجام دهید ، بازتاب سطح را کاهش دهید ، و در همان زمان ، زبری سطح را افزایش دهید ، که به جذب انرژی لیزر منجر می شود. یک روش ترکیب شیمیایی در طی استفاده از یک سطح جذب در سطح جذب می شود. انرژی لیزر را جذب می کند و آن را به انرژی گرما تبدیل می کند تا مواد را ذوب کند ، و سپس پوشش می تواند تبخیر شود یا در واکنش متالورژی در طی فرآیند جوشکاری. شرکت کند.

استفاده از گازهای کمکی: گازهای کمکی مناسب را انتخاب کنید (مانند آرگون ، هلیوم) . از یک طرف ، می تواند ناحیه جوشکاری را از اکسیداسیون محافظت کند. از طرف دیگر ، می تواند به طور موثری ابر پلاسما. را سرکوب کند ، به عنوان مثال ، هلیوم دارای انرژی یونیزاسیون بالایی است که می تواند تولید پلاسما را کاهش داده و باعث شود انرژی لیزر به طور پایدارتر به سطح مواد برسد. به طور منطقی سرعت جریان و زاویه گاز کمکی را تنظیم کنید ، و همچنین می تواند پاتر و پلاسما تولید شده در طول جوش را از بین ببرد تا محیط جوشکاری.}}

(4.3) نظارت واقعی - زمان و کنترل بسته - کنترل حلقه

از تجهیزات مانند دوربین های پر سرعت و فوتودکتورها برای نظارت بر اطلاعاتی مانند شکل ابر پلاسما ، تشکیل جوش و بازتاب انرژی لیزر در زمان واقعی - زمان جوشکاری استفاده کنید .} از طریق مدل کنترل تعیین شده ، پارامترهایی مانند قدرت لیزر و سرعت اسکن را با توجه به زمان واقعی جوش تنظیم می کند و می توان به کنترل خود رسید. کیفیت . به عنوان مثال ، هنگامی که کنترل می شود که ابر پلاسما خیلی ضخیم است تا بتواند بر انتقال لیزر تأثیر بگذارد ، به طور خودکار قدرت لیزر را کاهش می دهد یا سرعت جریان گاز کمکی را تنظیم می کند تا پایداری فرآیند جوشکاری را بازگرداند.}.

5. تجزیه و تحلیل مورد - جوشکاری لیزر صفحات نازک آلیاژ آلومینیوم

با استفاده از جوشکاری صفحات نازک آلیاژ آلومینیوم (ضخامت 1 میلی متر) در یک دستگاه الکترونیکی به عنوان نمونه ، در ابتدا از جوش لیزر مادون قرمز استفاده شد. به دلیل بازتاب زیاد مواد ، تعداد زیادی از مواد مخدر و مشکلات عرض ناهموار در جوش ظاهر شد. کمک ، و پارامترهای پالس لیزر بهینه سازی شدند (پالس عرض 200μs ، فرکانس 50Hz).} پس از بهبود ، تشکیل جوش خوب بود ، میزان تخلخل از 15 ٪ اصلی به زیر 3 ٪ کاهش می یابد ، قدرت جوش مورد نیاز محصول را برآورده می کند ، ثبات جوشکاری بسیار بهبود می یابد ، و در حدود 9 ٪ افزایش یافته است.

6. نتیجه گیری

ویژگی های بازتاب بالا از مواد بازتابی زیاد ، چالش های بسیاری را به تأثیر جوشکاری دستگاه های جوشکاری لیزر ، از جمله مشکلاتی در جذب انرژی ، نقص تشکیل جوش ، و ثبات جوشکاری ضعیف .}}}}}}}}}}}} ، از طریق بهینه سازی تجهیزات لیزر و فرآیندها (مانند تنظیمات طولی ، بهینه سازی پارامتر) ، استفاده از روش های درمانی و استفاده از مواد بهینه سازی و استفاده از روش های (بهینه سازی واول ، بهینه سازی و استفاده از روش های درمانی ، بهینه سازی و استفاده از روش های کاربردی لیزر (مانند پارامتر و پارامتر استفاده می کند) ، استفاده گاز) ، و نظارت بر زمان واقعی و استراتژی های کنترل حلقه ، اثر جوشکاری لیزر از مواد بازتابی بالا می تواند به طور مؤثر بهبود یابد {6 {6}

با توسعه مداوم فناوری لیزر ، علوم مواد و فناوری کنترل ، جوشکاری لیزر آینده برای مواد بازتاب بالا کارآمدتر و پایدارتر خواهد بود ، و پشتیبانی فنی قابل اطمینان تر را برای استفاده گسترده از مواد بازتابی در تولید صنعتی و ترویج توسعه با کیفیت بالا مانند هوافضا ، اطلاعات الکترونیکی و انرژی جدید {3 {{{{{{{{3 {{3

-- Rayther Laser Jack Sun --