En comparació amb els mètodes de soldadura tradicionals,soldadura làserté avantatges significatius: baixa aportació de calor, velocitat de soldadura ràpida, petita zona afectada per la calor,
En els darrers anys, la soldadura làser s'ha utilitzat àmpliament en la indústria de l'automoció, la indústria naval, la indústria de l'energia nuclear i la indústria aeroespacial.
La indústria aeronàutica i altres indústries d'alta tecnologia s'utilitzen cada cop més, i amb la reducció del cost dels conjunts complets d'equips, en el subministrament diari de maquinari
I altres aplicacions relacionades amb la vida van començar a créixer ràpidament. Però al mateix temps, la soldadura amb làser únic també té certes deficiències,
No es poden satisfer les necessitats cada cop més diverses: en primer lloc, els requisits de soldadura làser individual en el buit del conjunt de soldadura són molt estrictes,
Normalment es requereix un espai < 0,2 mm, ja que en cas contrari és difícil aconseguir una bona connexió; en segon lloc,soldadura làser individualés molt sensible a les esquerdes de soldadura
És molt fàcil causar esquerdes a la soldadura i la composició de la soldadura no es pot ajustar per controlar la generació d'esquerdes; En tercer lloc, individual
La soldadura làser requereix làsers d'alta potència per soldar plaques de gran gruix, i la seva capacitat de penetració depèn completament de la potència del làser.
I la qualitat de la soldadura no es pot garantir completament.
Per tal de satisfer les necessitats del desenvolupament de diverses indústries, també s'han millorat els mètodes de soldadura làser i s'ha desenvolupat el desenvolupament corresponent, com ara aquest article.
Es descriu la soldadura per farciment de filferro làser i altres mètodes de soldadura. La soldadura per farciment de filferro làser es desenvolupa sobre la base de la soldadura per làser únic,
En comparació amb la soldadura amb làser únic, té avantatges evidents:
1.Reduir considerablement els requisits de muntatge de la peça, ja que el filferro de soldadura s'afegeix al procés de soldadura, el metall de la piscina de soldadura augmentarà considerablement i es pot unir
Connecteu-vos amb un espai de soldadura més gran, alhora que feu que la soldadura sigui més plena;
Les propietats de la microestructura de la zona de soldadura es poden controlar, ja que la composició del filferro de soldadura és diferent de la del material base de la unió soldada.
Després que el filferro es fusioni al bany de soldadura, es pot ajustar la qualitat, la composició i la proporció del bany de soldadura per controlar el procés de solidificació i la formació de microestructura.
(3) L'entrada d'energia de línia és petita, la zona afectada per la calor i la deformació tèrmica són petites, cosa que és molt propícia per soldar la peça amb requisits estrictes de deformació;
④pot aconseguir una potència làser més petita per soldar materials més gruixuts, ja que el filferro de soldadura s'afegeix al procés de soldadura, es pot aconseguir una soldadura múltiple i
El metall del bany de soldadura s'ampliarà significativament, de manera que es pugui obrir la unió soldada per reduir la mida real de la soldadura.
Soldadura làser de gruix, i després realització de soldadura de fil làser multicanal per material de placa gruixuda.
La diferència entre la soldadura amb fil làser i la soldadura amb fil làser
La forma de soldadura amb farciment de fil làser es mostra a la Figura 1, que és diferent de la soldadura amb farciment de fil làser que es mostra a la Figura 2. Els elements bàsics d'ambdós mètodes de soldadura són
Consistents, estan compostos per un feix làser, filferro de soldadura, peces de soldadura, gas protector segons les necessitats reals per decidir si afegir, implicats
I els equips principals són la màquina d'alimentació de filferro, la màquina de soldar, el capçal de pistola suau de soldadura per a farciment de filferro, el capçal de soldadura i el làser d'alta potència.
Figura 1 Soldadura per fusió amb fil làser
Figura 2 Soldadura amb filferro làser
Tot i que bàsicament no hi ha cap diferència en la forma externa dels dos mètodes de soldadura, hi ha una diferència significativa en essència. Quan es solda amb fil làser,
El làser generalment utilitza un làser de fibra d'alta potència, com es mostra a la Figura 3, el làser no només necessita un cable de soldadura, sinó que també necessita fondre el metall base i
L'efecte especial de forat de la soldadura per penetració profunda amb làser es forma sobre el metall base, formant una piscina de fusió profunda, i la composició del filferro de soldadura es barreja completament amb la composició metàl·lica del metall base.
Es forma una nova piscina fosa híbrida, i la composició, la proporció i la qualitat dels elements de la piscina fosa híbrida són més grans que les del filferro de soldadura i el material base.
Per tant, es pot afegir el filferro de soldadura adequat al procés de soldadura segons els defectes de rendiment del material base en si, per tal de millorar l'eficiència de la soldadura.
A nivell de vista, la resistència a les esquerdes, la resistència a la fatiga, la resistència a la corrosió, la resistència al desgast i altres aspectes de la soldadura es milloren intencionadament. a més
A més, la soldadura per fil làser pot ser soldadura apilada multicanal, ja que pot aconseguir soldadura de penetració profunda amb efecte de forat petit, que es pot aconseguir
La fusió completa de les dues capes inferiors del cordó de soldadura evita defectes greus de no fusió, de manera que té la capacitat de soldar unions de gran gruix.
Quanfil làsersoldadura, el làser generalment utilitza un làser semiconductor d'alta potència, com es mostra a la Figura 4
Al filferro de soldadura, només una quantitat molt petita de làser actuarà sobre la soldadura i fondrà una petita quantitat de metall a la superfície de la soldadura, i el grup de fusió gairebé es fon per fusió.
El filferro de soldadura es forma, de manera que el rendiment de la soldadura depèn principalment de la composició elemental i la proporció del filferro de soldadura i el filferro de soldadura fos a la soldadura.
El propòsit principal de la soldadura amb fil làser és aconseguir una certa resistència de connexió de la unió soldada
I el segellat i la soldadura amb filferro làser no poden ser soldadura apilada multicanal, les dues capes superior i inferior de la soldadura bàsicament no poden ser sòlides
Ara completament i eficaçment fusionada, les propietats mecàniques de la junta són molt deficients.
Camp d'aplicació de la soldadura amb fil làser
Amb el desenvolupament de la tecnologia de soldadura amb farciment de filferro làser i l'augment del límit de potència del làser, el rang d'aplicació desoldadura de farciment de fil làser
Cada cop més extens, principalment en els següents aspectes:
Soldadura amb fil làser d'aliatge d'alumini
En general, com que l'aliatge d'alumini en si té una alta reflectivitat al làser i una alta conductivitat tèrmica, l'aliatge d'alumini es solda amb làser.
Quan la potència làser necessària és gran, això comportarà que els elements de baix punt d'ebullició en aliatges d'alumini (com ara Mg, Zn, etc.) tinguin pèrdues importants per evaporació i combustió.
Al mateix temps, la baixa tensió superficial del metall fos afecta les característiques de solidificació de la soldadura, i aquestes raons conduiran a l'existència d'aliatges d'alumini per soldadura làser.
Molts problemes: males propietats mecàniques de les unions soldades, mala conformació de la soldadura, porositat i esquerdes greus. En comptes d'això, s'utilitza un làser per omplir el filferro.
Soldar aliatges d'alumini millorarà significativament aquests problemes:
1.La soldadura amb fil làser pot millorar la depressió de la superfície de soldadura, millorant eficaçment la soldaduraTipus i les esquitxades del procés de soldadura són petites;
2.L'addició de filferro de soldadura no només pot afectar l'orientació del cristall dels cristalls cilíndrics a la soldadura, sinó que també pot diluir la soldadura.La interfície cristal·lina generada pel creixement relatiu del cristall columnar del nucli millora la formació de la soldadura i també millora la taxa d'absorció del material al làser.
Amb l'augment de l'amplada de fusió, la microduresa disminueix lleugerament, i la resistència a la tracció i l'allargament de la junta seran significatius sota els paràmetres de procés optimitzats.
Millorar; (3) La soldadura amb paràmetres de procés adequats pot obtenir defectes interns sense defectes evidents, microduresa de HV60 o més i zona afectada per les juntes.
No hi ha cap reblaniment evident de la unió soldada a la zona, i la fractura es troba a la zona del material base durant la prova de tracció.
Soldadura amb fil làser de metalls diferents
Per a alguns entorns de treball exigents o per consideracions de cost, sovint cal tenir diversos aspectes d'una peça alhora.
Propietats especials, com ara resistència a la corrosió, alta resistència específica, resistència a la calor, resistència al desgast, alta conductivitat, bona dissipació de la calor, etc., però la gran majoria
Els materials metàl·lics no poden tenir diverses propietats especials més destacades alhora, i els materials metàl·lics amb propietats especials sovint són...
Escàs i car, no es pot utilitzar en grans quantitats, així que si podeu fer una varietat de materials amb propietats especials per aconseguir una connexió eficaç, aleshores
Pot complir els requisits d'ús. La diferència en les propietats físiques i químiques dels materials metàl·lics diferents és generalment gran, cosa que és inevitable en el procés de soldadura.
La formació de compostos intermetàl·lics, que tenen un gran impacte en el rendiment de les unions soldades, els compostos intermetàl·lics fràgils faran que la soldadura sigui molt fàcil de produir.
És molt difícil utilitzar directament un sol làser per soldar unions metàl·liques diferents, i la seva estabilitat del procés és difícil de controlar.
Dificultat de reproducció. Un gran nombre d'estudiosos i experts han descobert que la soldadura amb fil làser és relativament bona per soldar metalls diferents, i l'elecció és adequada.
El filferro de farciment pot inhibir la formació de compostos intermetàl·lics fins a cert punt i pot millorar considerablement la mecànica de les unions soldades.
Rendiment:
1.La unió de solapament Mg/Cu soldada per soldadura de farciment de filferro làser es pot formar bé sota paràmetres de procés adequatsLa resistència màxima al cisallament de les unions de metalls diferents amb una certa resistència pot arribar als 164,2 MPa, que és el 64% del metall base de l'aliatge de magnesi.
2. S'estudia la soldadura de juntes de solapament i juntes a topall d'Al/Ti, i els resultats mostren que el procés de soldadura és estable i es forma quan s'utilitza un punt de llum rectangular.Bell, àmplia gamma de paràmetres de procés, alta qualitat de soldadura, la seva resistència màxima a la tracció arriba al 94% del metall base d'aliatge d'alumini;Millorar la conformació de soldadura.Per a peces amb finalitats de coixinet, si la soldadura es col·lapsa, el seu gruix efectiu es reduirà i les propietats mecàniques es reduiran si la soldadura es mossega.
Això conduirà a una concentració d'estrès a la vora de la soldadura i es reduiran les propietats mecàniques. Per a la peça amb requisits d'aparença, si la soldadura es col·lapsa
Enganxar-se o mossegar la vora pot tenir un impacte visual greu i és inacceptable. Per tal de fer la soldadura completa, la soldadura amb fil làser
És un mètode molt bo, ja que el filferro de soldadura es fusiona a la piscina fosa, pot augmentar eficaçment el volum de la piscina fosa i, a continuació, assegurar-se que la soldadura estigui plena
Defecte a la vora de la mossegada.
Per a la peça amb un gran espai de junta (generalment≥0,3 mm), la soldadura amb làser únic és difícil d'aconseguir una connexió efectiva i només es pot omplir
Material addicional pot omplir el buit de soldadura, de manera que la soldadura amb fil làser és una solució molt eficaç.
Soldadura de filete de bretxa estreta
La soldadura per farciment de filferro làser amb espai estret pot aconseguir la soldadura eficaç de plaques mitjanes i gruixudes mitjançant làsers de petita i mitjana potència, no només afegint soldadura
Filferro per canviar la composició i l'estructura del metall soldat, millorar el rendiment general de la unió soldada, però també millorar el pendent de soldadura làser únic
L'adaptabilitat i la tolerància a fallades de la folgança de la boca i la zona afectada per la calor de la soldadura són estretes, i la tensió de la unió soldada també és petita, cosa que té un gran treball.
Per això, en els darrers anys, molts experts i estudiosos han dut a terme investigacions rellevants sobre aquest tema:
1.Ús de filferro làser de bretxa estreta per omplir multicanalMètode de soldadura: placa d'acer marí Q345D soldada de 40 mm de gruix, els resultats mostren que els paràmetres del procés de soldadura adequats poden obtenir una bona forma,
La unió soldada sense porositat, sense defectes com la no fusió, la resistència a l'impacte del centre de soldadura és bona i la resistència a la tracció de la soldadura és superior a la del material base;
2.L'acer del rotor de 50 mm de gruix es va soldar mitjançant soldadura multipassada amb filferro làser de bretxa estreta, i els resultats van mostrar que els paràmetres del procés de soldadura eren adequats.
Pot obtenir una bona conformació, sense defectes com la no fusió de la paret lateral, la resistència a l'impacte de l'articulació es redueix, però la seva resistència a la tracció és superior a la de la mare
Fusta;3S'estudia la soldadura per farciment de filferro làser amb espai estret d'aliatge d'alumini 5083 de 20 mm de gruix, i els resultats mostren que els paràmetres del procés de soldadura adequats...
Es pot obtenir una unió soldada amb menys porus i sense defectes com ara la no fusió.
Casos d'aplicació i recomanacions d'equips i paràmetres de procés
1. Casos d'aplicació
Millorar la conformació de soldadura
Requisits: soldadura d'acer inoxidable d'1 mm i 3 mm, cal que la costura de soldadura no tingui porositat i que el motlle sigui bo.
Equipament: RFL-C4000 (diàmetre del nucli de fibra 200μm), alimentador de filferro, capçal de soldadura.
Taula 5 Recomanació de forma i mida de ranura
Resultats: El modelat era bo i la soldadura no tenia porositat, tal com es mostra a la Figura 5.
Figura 5 Conformació de soldadura i morfologia de secció transversal
Soldadura multipassada per omplir filferro làser de bretxa estreta
Requisits: xapa d'acer marí Q345 de 18 mm de gruix soldada, que requereix menys forats de soldadura, sense fusió, resistència a la tracció de les juntes
La resistència és superior a la del material base i la formació de soldadura és millor.
Equipament: RFL-C6000 (diàmetre del nucli de fibra 400μm), alimentador de filferro, capçal de soldadura.
Paràmetres del procés: la passada de soldadura ha de ser bisellada, la mida del bisell es mostra a la Figura 6 i altres paràmetres del procés de soldadura es mostren a la Taula 2.
Figura 6 Mida de la ranura
Resultats: El modelat va ser bo, no hi va haver cap manca de fusió i la soldadura bàsicament no tenia porositat, com es mostra a la Figura 7, i es va dur a terme la prova de tracció.
S'ha demostrat que la soldadura es trenca en el material base, cosa que indica que la resistència a la tracció de la unió és superior a la del material base.
FIG. 7 Diagrama metal·logràfic de la secció transversal de la soldadura
2. Suggeriment d'equips i paràmetres de procés
Millorar la conformació i la qualitat de les soldadures
Per a la soldadura amb filferro làser per unió a topall de materials comuns, per tal de millorar la formació de la soldadura, generalment es recomana que el diàmetre del nucli del làser i de la fibra,
El capçal de soldadura s'ha de configurar per garantir que el diàmetre del punt d'enfocament estigui entre 0,4 mm i 0,6 mm, i el filferro de soldadura s'ha de seleccionar amb el grau adequat.
Altres paràmetres de soldadura es mostren a la Taula 2 i a la Taula 3.
Soldadura multipassada per omplir filferro làser de bretxa estreta
Per a la soldadura multipassada d'ompliment de filferro làser amb espai estret de plaques de gruix mitjà, generalment es recomana que el diàmetre del punt d'enfocament sigui de 0,6 mm a 1,0 mm, i
I el cable de soldadura ha de triar el grau adequat, a més, la mida de la ranura de la junta ha de tenir un disseny raonable, la mida de la ranura no pot ser massa gran,
En cas contrari, és fàcil que no es produeixi fusió dins de la soldadura, i la mida general de ranura recomanada es mostra a la Taula 5; El nombre de cordons s'ha de basar en el màxim de la junta.
Gran gruix per determinar, es recomana la primera soldadura inferior per utilitzar la capacitat màxima de soldadura de l'equip per determinar, després de cada profunditat d'un
Generalment de 3 mm a 5 mm; Pel que fa als paràmetres del procés de soldadura utilitzats per a cada cordó, cal confiar en la profunditat de soldadura requerida i quan
Es determina l'amplada de la passada de soldadura frontal. Quan l'amplada de la passada de soldadura és més gran, la quantitat de desenfoque s'ha d'augmentar moderadament per evitar que la paret lateral no es fusioni.
Data de publicació: 03 d'abril de 2025
