Verglach vun Schweess Effekter vun Laser mat verschiddene Kär Duerchmiesser

Laser Schweesskann duerch kontinuéierlech oder gepulste Laserstrahlen erreecht ginn. D'Prinzipien vunLaser Schweesskann an Hëtzt Leedung Schweess a Laser déif Pénétratioun Schweess ënnerdeelt ginn. Wann d'Kraaftdicht manner wéi 104 ~ 105 W / cm2 ass, ass et Wärmeleitungsschweißen. Zu dëser Zäit ass d'Penetratiounsdéift flaach an d'Schweißgeschwindegkeet ass lues; Wann d'Kraaftdicht méi grouss ass wéi 105 ~ 107 W / cm2, ass d'Metallfläch konkav an "Lächer" wéinst der Hëtzt, déi déif Pénétratiounsschweißen bilden, déi huet Et huet d'Charakteristike vu schnelle Schweißgeschwindegkeet a groussen Aspekt Verhältnis. De Prinzip vun der thermescher LeedungLaser Schweessass: Laser Stralung Hëtzt der Uewerfläch ze veraarbecht ginn, an der Uewerfläch Hëtzt diffuses an den Interieur duerch thermesch Leedung. Andeems Dir Laserparameter wéi Laser-Pulsbreet, Energie, Peakkraaft a Widderhuelungsfrequenz kontrolléiert, gëtt d'Werkstéck geschmolt fir e spezifesche geschmollte Pool ze bilden.

Laser déif Pénétratioun Schweess benotzt allgemeng eng kontinuéierlech Laser Strahl der Verbindung vun Material ze komplett. Säi metallurgesche kierperleche Prozess ass ganz ähnlech wéi dee vum Elektronenstrahl-Schweißen, dat heescht, den Energiekonversiounsmechanismus gëtt duerch eng "Schlëssel-Lach" Struktur ofgeschloss.

Ënner Laserbestralung mat enger héich genuch Kraaftdicht verdampft d'Material a gi kleng Lächer geformt. Dëst klengt Lach mat Damp gefëllt ass wéi e schwaarze Kierper, absorbéiert bal all Energie vum Tëschefallstrahl. D'Gläichgewiichtstemperatur am Lach erreecht ongeféier 2500°C. D'Hëtzt gëtt vun der äusseren Mauer vum Héichtemperaturloch transferéiert, sou datt d'Metall ronderëm d'Lach schmëlzt. Dat klengt Lach ass gefüllt mat Héichtemperatur Damp, deen duerch d'kontinuéierlech Verdampfung vum Wandmaterial ënner der Strahlung vum Strahl generéiert gëtt. D'Maueren vum klenge Lach sinn duerch geschmollte Metall ëmginn, an de flëssege Metall ass vu festen Materialien ëmginn (an de meeschte konventionelle Schweißprozesser a Laserleitungsschweißen ass d'Energie fir d'éischt op der Uewerfläch vum Werkstück deposéiert an dann an den Interieur duerch Transfert transportéiert ). De Flëssegkeetsfluss ausserhalb vun der Lachmauer an d'Uewerflächespannung vun der Mauerschicht sinn an der Phase mat dem kontinuéierlech generéierten Dampdruck am Lachhuelraum an erhalen eng dynamesch Gläichgewiicht. De Liichtstrahl geet kontinuéierlech an dat klengt Lach, an d'Material ausserhalb vum klenge Lach fléisst kontinuéierlech. Wéi de Liichtstrahl sech bewegt, ass dat klengt Lach ëmmer an engem stabile Stroumzoustand.

Dat heescht, dat klengt Lach an dat geschmollte Metall ronderëm d'Lachmauer beweegen sech mat der Forwardgeschwindegkeet vum Pilotstrahl no vir. D'geschmollte Metall fëllt d'Lück, déi lénks ass, nodeems de klenge Lach ofgeschaaft gëtt a condenséiert deementspriechend, an d'Schweiß gëtt geformt. All dëst geschitt sou séier datt d'Schweißgeschwindegkeet ganz einfach e puer Meter pro Minutt erreechen kann.

Nodeems mir d'Basiskonzepter vun der Kraaftdicht, der Wärmekonduktivitéitsschweißen an déif Pénétratiounsschweißen verstanen hunn, wäerte mir nächst eng komparativ Analyse vun der Kraaftdicht an der metallographescher Phase vu verschiddene Kärdiameter maachen.

Verglach vu Schweessexperimenter baséiert op allgemenge Laserkär Duerchmiesser um Maart:

Power Dicht vun Brennpunkt Positioun vun Laser mat verschiddene Kär Duerchmiesser

Aus der Perspektiv vun der Kraaftdicht, ënner der selwechter Kraaft, wat méi kleng de Kärdurchmiesser ass, wat d'Hellegkeet vum Laser méi héich ass a wat d'Energie méi konzentréiert ass. Wann de Laser mat engem schaarfe Messer verglach gëtt, wat méi kleng de Kärdurchmiesser, dest méi schaarf ass de Laser. D'Kraaftdicht vum 14um Kär Duerchmiesser Laser ass méi wéi 50 Mol déi vum 100um Kär Duerchmiesser Laser, an d'Veraarbechtungsfäegkeet ass méi staark. Zur selwechter Zäit ass d'Kraaftdicht hei berechent just eng einfach duerchschnëttlech Dicht. Déi aktuell Energieverdeelung ass eng geschätzte Gaussesch Verdeelung, an d'Zentralenergie wäert e puer Mol d'Moyenne Kraaftdicht sinn.

Schematesch Diagramm vun der Laserenergieverdeelung mat verschiddene Kärdiameter

D'Faarf vum Energieverdeelungsdiagramm ass d'Energieverdeelung. Wat méi rout d'Faarf ass, wat d'Energie méi héich ass. Déi rout Energie ass d'Plaz wou d'Energie konzentréiert ass. Duerch d'Laser-Energieverdeelung vu Laserstrahlen mat verschiddene Kärdiameter kann ee gesinn datt d'Laserstrahlfront net schaarf ass an de Laserstrahl scharf ass. Wat méi kleng ass, wat méi konzentréiert d'Energie op engem Punkt ass, dest méi schaarf ass a wat méi staark seng Penetratiounsfäegkeet ass.

Verglach vun Schweess Effekter vun Laser mat verschiddene Kär Duerchmiesser

Verglach vu Laser mat verschiddene Kär Duerchmiesser:

(1) D'Experiment benotzt eng Geschwindegkeet vun 150mm / s, Schwéierpunkt Positioun Schweess, an d'Material ass 1 Serie Al, 2mm décke;

(2) Wat méi grouss ass de Kärdurchmesser, dest méi grouss d'Schmelzbreet, dest méi grouss ass d'Hëtzt beaflosst Zone, a wat méi kleng d'Eenheetkraaftdicht ass. Wann de Kär Duerchmiesser méi wéi 200um, ass et net einfach eng Pénétratioun Déift op héich-Reaktioun Alliagen wéi Al a Koffer ze erreechen, an eng méi héich Deep Pénétratioun Schweess kann nëmme mat héich Muecht erreecht ginn;

(3) Kleng-Kär Laser hunn héich Muecht Dicht a kann séier Schlëssel Lächer op der Uewerfläch vun Material mat héich Energie a kleng Hëtzt-betraff Zonen Punch. Wéi och ëmmer, gläichzäiteg ass d'Uewerfläch vum Schweiß rau, an d'Schlësselzebriechungswahrscheinlechkeet ass héich während der Low-Speed-Schweißen, an d'Schlësselloch ass während dem Schweißzyklus zougemaach. Den Zyklus ass laang, a Mängel wéi Mängel a Pore si ufälleg fir optrieden. Et ass gëeegent fir Héich-Vitesse Veraarbechtung oder Veraarbechtung mat enger Schwéngung Trajectoire;

(4) Laser mat grousse Kär Duerchmiesser hu méi grouss Liichtflecken a méi verspreet Energie, sou datt se méi gëeegent fir Laser Uewerfläch remelting, Verkleedung, annealing an aner Prozesser.