La soldadura és un procés d'unir dos o més metalls mitjançant l'aplicació de calor. La soldadura normalment implica escalfar un material fins al seu punt de fusió perquè el metall base es fongui per omplir els buits entre les unions, formant una connexió forta. La soldadura làser és un mètode de connexió que utilitza el làser com a font de calor.
Prenguem com a exemple la bateria de carcassa quadrada: el nucli de la bateria està connectat per làser a través de múltiples parts. Durant tot el procés de soldadura làser, la resistència de la connexió del material, l'eficiència de la producció i la taxa de defectes són tres qüestions que més preocupen a la indústria. La resistència de la connexió del material es pot reflectir en la profunditat i l'amplada de penetració metal·logràfica (estretament relacionades amb la font de llum làser); l'eficiència de la producció està principalment relacionada amb la capacitat de processament de la font de llum làser; la taxa de defectes està principalment relacionada amb la selecció de la font de llum làser; per tant, aquest article tracta les més comunes al mercat. Es realitza una comparació senzilla de diverses fonts de llum làser, amb l'esperança d'ajudar els desenvolupadors de processos.
Perquèsoldadura làserés essencialment un procés de conversió de llum a calor, diversos paràmetres clau implicats són els següents: qualitat del feix (BBP, M2, angle de divergència), densitat d'energia, diàmetre del nucli, forma de distribució d'energia, capçal de soldadura adaptatiu, processament. Les finestres de procés i els materials processables s'utilitzen principalment per analitzar i comparar fonts de llum làser d'aquestes direccions.
Comparació de làsers monomode-multimode
Definició de mode monomodal i multimodal:
El mode únic es refereix a un únic patró de distribució d'energia làser en un pla bidimensional, mentre que el multimode es refereix al patró de distribució d'energia espacial format per la superposició de múltiples patrons de distribució. Generalment, la mida del factor de qualitat del feix M2 es pot utilitzar per jutjar si la sortida del làser de fibra és monomodal o multimodal: M2 inferior a 1,3 és un làser monomodal pur, M2 entre 1,3 i 2,0 és un làser quasi monomodal (de pocs modes) i M2 superior a 2,0. Per a làsers multimodals.
Perquèsoldadura làserés essencialment un procés de conversió de llum a calor, diversos paràmetres clau implicats són els següents: qualitat del feix (BBP, M2, angle de divergència), densitat d'energia, diàmetre del nucli, forma de distribució d'energia, capçal de soldadura adaptatiu, processament. Les finestres de procés i els materials processables s'utilitzen principalment per analitzar i comparar fonts de llum làser d'aquestes direccions.
Comparació de làsers monomode-multimode
Definició de mode monomodal i multimodal:
El mode únic es refereix a un únic patró de distribució d'energia làser en un pla bidimensional, mentre que el multimode es refereix al patró de distribució d'energia espacial format per la superposició de múltiples patrons de distribució. Generalment, la mida del factor de qualitat del feix M2 es pot utilitzar per jutjar si la sortida del làser de fibra és monomodal o multimodal: M2 inferior a 1,3 és un làser monomodal pur, M2 entre 1,3 i 2,0 és un làser quasi monomodal (de pocs modes) i M2 superior a 2,0. Per a làsers multimodals.
Com es mostra a la figura: la figura b mostra la distribució d'energia d'un únic mode fonamental, i la distribució d'energia en qualsevol direcció que passi pel centre del cercle té la forma d'una corba gaussiana. La imatge a mostra la distribució d'energia multimode, que és la distribució espacial d'energia formada per la superposició de múltiples modes làser individuals. El resultat de la superposició multimode és una corba de punta plana.
Làsers monomodals comuns: IPG YLR-2000-SM, SM és l'abreviatura de Single Mode. Els càlculs utilitzen un focus colimat 150-250 per calcular la mida del punt d'enfocament, la densitat d'energia és de 2000 W i la densitat d'energia d'enfocament s'utilitza per a la comparació.
Comparació entre monomode i multimodesoldadura làserefectes
Làser monomodal: diàmetre del nucli petit, alta densitat d'energia, forta capacitat de penetració, petita zona afectada per la calor, similar a un ganivet afilat, especialment adequat per soldar plaques primes i soldadura d'alta velocitat, i es pot utilitzar amb galvanòmetres per processar peces petites i peces altament reflectants (peces extremadament reflectants) orelles, peces de connexió, etc.), com es mostra a la figura anterior, el monomodal té un forat de pany més petit i un volum limitat de vapor metàl·lic intern d'alta pressió, de manera que generalment no té defectes com ara porus interns. A baixes velocitats, l'aspecte és rugós sense bufar aire protector. A altes velocitats, s'afegeix protecció. La qualitat del processament del gas és bona, l'eficiència és alta, les soldadures són suaus i planes i la taxa de rendiment és alta. És adequat per a la soldadura per apilament i la soldadura per penetració.
Làser multimode: diàmetre del nucli gran, densitat d'energia lleugerament inferior a la del làser monomode, ganivet rom, forat de pany més gran, estructura metàl·lica més gruixuda, relació profunditat-amplada més petita i, a la mateixa potència, la profunditat de penetració és un 30% inferior a la del làser monomode, per la qual cosa és adequat per al processament de soldadura a topall i el processament de plaques gruixudes amb grans buits de muntatge.
Contrast làser d'anell compost
Soldadura híbrida: el feix làser de semiconductors amb una longitud d'ona de 915 nm i el feix làser de fibra amb una longitud d'ona de 1070 nm es combinen en el mateix capçal de soldadura. Els dos feixos làser es distribueixen coaxialment i els plans focals dels dos feixos làser es poden ajustar de manera flexible, de manera que el producte té tots dos semiconductorssoldadura làsercapacitats després de la soldadura. L'efecte és brillant i té la profunditat de la fibrasoldadura làser.
Els semiconductors sovint utilitzen un punt de llum gran de més de 400 µm, que és principalment responsable de preescalfar el material, fondre la superfície del material i augmentar la taxa d'absorció del làser de fibra del material (la taxa d'absorció del làser del material augmenta a mesura que augmenta la temperatura).
Làser d'anell: Dos mòduls làser de fibra emeten llum làser, que es transmet a la superfície del material a través d'una fibra òptica composta (fibra òptica d'anell dins de fibra òptica cilíndrica).
Dos feixos làser amb punt anular: l'anell exterior és responsable d'expandir l'obertura del forat del pany i fondre el material, i el làser de l'anell interior és responsable de la profunditat de penetració, permetent una soldadura amb esquitxades ultra baixes. Els diàmetres del nucli de potència del làser de l'anell interior i exterior es poden adaptar lliurement, i el diàmetre del nucli es pot adaptar lliurement. La finestra de procés és més flexible que la d'un sol feix làser.
Comparació dels efectes de la soldadura circular composta
Com que la soldadura híbrida és una combinació de soldadura per conductivitat tèrmica de semiconductors i soldadura per penetració profunda de fibra òptica, la penetració de l'anell exterior és menys profunda, l'estructura metal·logràfica és més nítida i esvelta; al mateix temps, l'aspecte és de conductivitat tèrmica, la piscina fosa té petites fluctuacions, un ampli rang i la piscina fosa és més estable, reflectint-se en un aspecte més suau.
Com que el làser circular és una combinació de soldadura de penetració profunda i soldadura de penetració profunda, l'anell exterior també pot produir una profunditat de penetració, que pot expandir eficaçment l'obertura del forat del pany. La mateixa potència té una major profunditat de penetració i una metal·lografia més gruixuda, però al mateix temps, l'estabilitat del bany fos és lleugerament inferior a la de la soldadura composta, i la rugositat és relativament gran.
Data de publicació: 20 d'octubre de 2023
