Laser Storm: futurs canvis tecnològics en la tecnologia làser de doble feix 2

1. Exemples d'aplicació

1) Tauler d'empalmament

A la dècada de 1960, Toyota Motor Company va adoptar per primera vegada la tecnologia en blanc soldada a mida. Es tracta de connectar dues o més làmines per soldadura i després estampar-les. Aquestes làmines poden tenir diferents gruixos, materials i propietats. A causa dels requisits cada cop més elevats per al rendiment de l'automòbil i funcions com ara l'estalvi d'energia, la protecció del medi ambient, la seguretat en la conducció, etc., la tecnologia de soldadura a mida ha cridat cada cop més l'atenció. La soldadura de plaques pot utilitzar soldadura per punts, soldadura a tope flaix,soldadura per làser, soldadura per arc d'hidrogen, etc. Actualment,soldadura per làsers'utilitza principalment en la investigació i producció estrangeres de peces en blanc soldades a mida.

En comparar els resultats de la prova i del càlcul, els resultats coincideixen, verificant la correcció del model de font de calor. Es va calcular l'amplada de la costura de soldadura sota diferents paràmetres de procés i es va optimitzar gradualment. Finalment, es va adoptar la relació d'energia del feix de 2:1, els feixs dobles es van disposar en paral·lel, el feix d'energia gran es va situar al centre de la costura de soldadura i el feix d'energia petit es va situar a la placa gruixuda. Pot reduir eficaçment l'amplada de la soldadura. Quan els dos feixos estan a 45 graus l'un de l'altre. Quan es disposa, la biga actua sobre la placa gruixuda i la placa prima respectivament. A causa de la reducció del diàmetre efectiu del feix de calefacció, l'amplada de soldadura també disminueix.

2) Metalls diferents d'acer d'alumini

L'estudi actual treu les conclusions següents: (1) A mesura que augmenta la relació d'energia del feix, el gruix del compost intermetàl·lic a la mateixa àrea de posició de la interfície de soldadura/aliatge d'alumini disminueix gradualment i la distribució es fa més regular. Quan RS=2, el gruix de la capa IMC de la interfície és d'entre 5 i 10 micres. La longitud màxima de l'IMC "semblant a una agulla" lliure és d'entre 23 micres. Quan RS = 0,67, el gruix de la capa IMC de la interfície és inferior a 5 micres i la longitud màxima de l'IMC "semblant a agulla" lliure és de 5,6 micres. El gruix del compost intermetàl·lic es redueix significativament.

(2)Quan s'utilitza làser de doble feix paral·lel per a la soldadura, l'IMC a la interfície de soldadura/aliatge d'alumini és més irregular. El gruix de la capa IMC a la interfície de soldadura/aliatge d'alumini a prop de la interfície d'unió d'acer/aliatge d'alumini és més gruixut, amb un gruix màxim de 23,7 micres. . A mesura que augmenta la relació d'energia del feix, quan RS = 1,50, el gruix de la capa IMC a la interfície de soldadura/aliatge d'alumini és encara més gran que el gruix del compost intermetàl·lic a la mateixa àrea del feix dual en sèrie.

3. Junta en forma de T d'aliatge d'alumini-liti

Pel que fa a les propietats mecàniques de les juntes soldades per làser de l'aliatge d'alumini 2A97, els investigadors van estudiar la microduresa, les propietats de tracció i les propietats de fatiga. Els resultats de la prova mostren que: la zona de soldadura de la junta soldada per làser d'aliatge d'alumini 2A97-T3/T4 està molt suavitzada. El coeficient se situa al voltant de 0,6, que es relaciona principalment amb la dissolució i la posterior dificultat de precipitació de la fase d'enfortiment; el coeficient de resistència de la junta d'aliatge d'alumini 2A97-T4 soldada per làser de fibra IPGYLR-6000 pot arribar a 0,8, però la plasticitat és baixa, mentre que la fibra IPGYLS-4000soldadura per làserEl coeficient de resistència de les juntes d'aliatge d'alumini 2A97-T3 soldades per làser és d'aproximadament 0,6; Els defectes dels porus són l'origen de les esquerdes de fatiga a les juntes soldades amb làser d'aliatge d'alumini 2A97-T3.

En el mode sincrònic, segons diferents morfologies de cristall, FZ es compon principalment de cristalls columnars i cristalls equiaxials. Els cristalls columnars tenen una orientació de creixement EQZ epitaxial i les seves direccions de creixement són perpendiculars a la línia de fusió. Això es deu al fet que la superfície del gra EQZ és una partícula de nucleació preparada i la dissipació de calor en aquesta direcció és la més ràpida. Per tant, l'eix cristal·logràfic primari de la línia de fusió vertical creix preferentment i els costats estan restringits. A mesura que els cristalls columnars creixen cap al centre de la soldadura, la morfologia estructural canvia i es formen dendrites columnars. Al centre de la soldadura, la temperatura de la piscina fosa és alta, la velocitat de dissipació de calor és la mateixa en totes les direccions i els grans creixen equiaxialment en totes direccions, formant dendrites equiaxials. Quan l'eix cristal·logràfic primari de les dendrites equiaxials és exactament tangent al pla de la mostra, es poden observar grans evidents semblants a flors en la fase metal·logràfica. A més, afectades pel superrefrigerament dels components locals a la zona de soldadura, les bandes de gra fi equiaxial solen aparèixer a la zona de la costura soldada de l'articulació en forma de T en mode síncron, i la morfologia del gra a la banda de gra fi equieix és diferent de la la morfologia del gra d'EQZ. Mateixa aparença. Com que el procés d'escalfament del mode heterogeni TSTB-LW és diferent del del mode síncron TSTB-LW, hi ha diferències òbvies en la macromorfologia i la morfologia de la microestructura. L'articulació en forma de T TSTB-LW de mode heterogeni ha experimentat dos cicles tèrmics, mostrant les característiques de la piscina fosa doble. Hi ha una línia de fusió secundària òbvia dins de la soldadura i la piscina fosa formada per soldadura per conducció tèrmica és petita. En el procés TSTB-LW en mode heterogeni, la soldadura de penetració profunda es veu afectada pel procés d'escalfament de la soldadura per conducció tèrmica. Les dendrites columnars i les dendrites equiaxials properes a la línia de fusió secundària tenen menys límits de subgrans i es transformen en cristalls columnars o cel·lulars, cosa que indica que el procés d'escalfament de la soldadura de conductivitat tèrmica té un efecte de tractament tèrmic en les soldadures de penetració profunda. I la mida del gra de les dendrites al centre de la soldadura tèrmicament conductora és de 2-5 micres, que és molt més petita que la mida del gra de les dendrites al centre de la soldadura de penetració profunda (5-10 micres). Això està relacionat principalment amb l'escalfament màxim de les soldadures a banda i banda. La temperatura està relacionada amb la velocitat de refredament posterior.

3) Principi de soldadura de revestiment de pols làser de doble feix

4)Alta resistència de la junta de soldadura

En l'experiment de soldadura per deposició de pols làser de doble feix, ja que els dos raigs làser es distribueixen un al costat de l'altre a banda i banda del cable del pont, el rang del làser i el substrat és més gran que el de la soldadura per deposició de pols làser d'un sol feix, i les juntes de soldadura resultants són verticals al cable del pont. La direcció del cable és relativament allargada. La figura 3.6 mostra les unions de soldadura obtingudes mitjançant soldadura per deposició de pols làser d'un feix i de doble feix. Durant el procés de soldadura, tant si es tracta d'un doble feixsoldadura per làsermètode o un sol feixsoldadura per làsermètode, es forma una certa piscina fosa sobre el material base mitjançant la conducció de calor. D'aquesta manera, el metall de material base fos a la piscina fosa pot formar un enllaç metal·lúrgic amb la pols d'aliatge autofluent fos, aconseguint així la soldadura. Quan s'utilitza un làser de doble feix per a la soldadura, la interacció entre el feix làser i el material base és la interacció entre les àrees d'acció dels dos raigs làser, és a dir, la interacció entre les dues piscines foses formades pel làser sobre el material. . D'aquesta manera, la nova fusió resultant és més gran que la d'un sol feixsoldadura per làser, de manera que les juntes de soldadura obtingudes per doble feixsoldadura per làsersón més forts que els d'un sol feixsoldadura per làser.

2. Alta soldabilitat i repetibilitat

A la biga únicasoldadura per làserexperiment, ja que el centre del punt enfocat del làser actua directament sobre el cable del micropont, el cable del pont té requisits molt elevats per alsoldadura per làserparàmetres de procés, com ara la distribució desigual de la densitat d'energia del làser i el gruix desigual de la pols d'aliatge. Això provocarà la ruptura del cable durant el procés de soldadura i fins i tot provocarà directament que el cable del pont es vaporitzi. En el mètode de soldadura làser de doble feix, atès que els centres de punt focalitzats dels dos raigs làser no actuen directament sobre els cables del micropont, es redueixen els requisits estrictes dels paràmetres del procés de soldadura làser dels cables del pont i la soldabilitat i la repetibilitat millora molt. .


Hora de publicació: 17-octubre-2023