Schweessen ass e Prozess fir zwee oder méi Metaller duerch d'Applikatioun vun Hëtzt zesummenzesetzen. Schweessen ëmfaasst typescherweis d'Erhëtze vun engem Material bis zu sengem Schmelzpunkt, sou datt de Basismetall schmëlzt fir d'Lücken tëscht de Verbindungen ze fëllen an eng staark Verbindung ze bilden. Laserschweißen ass eng Verbindungsmethod déi Laser als Hëtztquell benotzt.
Huelt als Beispill d'Batteriekär mat engem quadratesche Gehäuse: de Batteriekär ass iwwer verschidde Deeler mat engem Laser verbonnen. Wärend dem ganze Laserschweißprozess sinn d'Materialverbindungsstäerkt, d'Produktiounseffizienz an d'Defektquote dräi Themen, iwwer déi d'Industrie sech méi Suergen mécht. D'Materialverbindungsstäerkt kann duerch d'metallographesch Penetratiounsdéift a -breet reflektéiert ginn (enk mat der Laserliichtquell verbonnen); d'Produktiounseffizienz hänkt haaptsächlech vun der Veraarbechtungskapazitéit vun der Laserliichtquell of; d'Defektquote hänkt haaptsächlech vun der Auswiel vun der Laserliichtquell of; dofir diskutéiert dësen Artikel déi üblech um Maart. E einfache Verglach vu verschiddene Laserliichtquellen gëtt duerchgefouert, an der Hoffnung, aner Prozessentwéckler ze hëllefen.
WellLaserschweißenass am Fong e Prozess vun der Ëmwandlung vu Liicht an Hëtzt, woubäi verschidde Schlësselparameter bedeelegt sinn: Stralqualitéit (BBP, M2, Divergenzwénkel), Energiedicht, Kärduerchmiesser, Energieverdeelungsform, adaptiven Schweesskapp, Veraarbechtung Prozessfënsteren a veraarbechtbar Materialien ginn haaptsächlech benotzt fir Laserliichtquellen aus dëse Richtungen z'analyséieren a ze vergläichen.
Singlemode-Multimode Laservergläich
Definitioun vu Single-Modus Multi-Modus:
Single-Modus bezitt sech op en eenzegt Verdeelungsmuster vun der Laserenergie op enger zweedimensionaler Fläch, während Multi-Modus sech op dat raimlecht Energieverdeelungsmuster bezitt, dat duerch d'Superpositioun vu verschiddene Verdeelungsmuster geformt gëtt. Allgemeng kann d'Gréisst vum Stralqualitéitsfaktor M2 benotzt ginn fir ze beurteelen, ob d'Faserlaserausgang Single-Modus oder Multi-Modus ass: M2 manner wéi 1,3 ass e pure Single-Modus-Laser, M2 tëscht 1,3 an 2,0 ass e Quasi-Single-Modus-Laser (wéineg-Modus), an M2 méi grouss wéi 2,0 ass fir Multi-Modus-Laseren.
WellLaserschweißenass am Fong e Prozess vun der Ëmwandlung vu Liicht an Hëtzt, woubäi verschidde Schlësselparameter bedeelegt sinn: Stralqualitéit (BBP, M2, Divergenzwénkel), Energiedicht, Kärduerchmiesser, Energieverdeelungsform, adaptiven Schweesskapp, Veraarbechtung Prozessfënsteren a veraarbechtbar Materialien ginn haaptsächlech benotzt fir Laserliichtquellen aus dëse Richtungen z'analyséieren a ze vergläichen.
Singlemode-Multimode Laservergläich
Definitioun vu Single-Modus Multi-Modus:
Single-Modus bezitt sech op en eenzegt Verdeelungsmuster vun der Laserenergie op enger zweedimensionaler Fläch, während Multi-Modus sech op dat raimlecht Energieverdeelungsmuster bezitt, dat duerch d'Superpositioun vu verschiddene Verdeelungsmuster geformt gëtt. Allgemeng kann d'Gréisst vum Stralqualitéitsfaktor M2 benotzt ginn fir ze beurteelen, ob d'Faserlaserausgang Single-Modus oder Multi-Modus ass: M2 manner wéi 1,3 ass e pure Single-Modus-Laser, M2 tëscht 1,3 an 2,0 ass e Quasi-Single-Modus-Laser (wéineg-Modus), an M2 méi grouss wéi 2,0 ass fir Multi-Modus-Laseren.
Wéi an der Figur gewisen: Figur b weist d'Energieverdeelung vun engem eenzege Grondmodus, an d'Energieverdeelung an all Richtung, déi duerch de Zentrum vum Krees geet, ass a Form vun enger Gauss-Kurve. Bild a weist d'Multi-Modus-Energieverdeelung, dat ass déi raimlech Energieverdeelung, déi duerch d'Superpositioun vu verschiddenen eenzele Lasermodi geformt gëtt. D'Resultat vun der Multi-Modus-Superpositioun ass eng flaach Kurve.
Déi üblech Single-Modus-Laseren: IPG YLR-2000-SM, SM ass d'Ofkierzung vu Single Mode. D'Berechnungen benotzen e kolliméierte Fokus vun 150-250 fir d'Gréisst vum Fokuspunkt ze berechnen, d'Energiedicht ass 2000W, an d'Fokusenergiedicht gëtt zum Verglach benotzt.
Vergläich vu Single-Modus a Multi-ModusLaserschweißenEffekter
Eenzelmoduslaser: klengen Kärduerchmiesser, héich Energiedicht, staark Penetratiounsfäegkeet, kleng Hëtzt-beaflosst Zon, ähnlech wéi e schaarft Messer, besonnesch gëeegent fir dënn Placken ze schweessen an Héichgeschwindegkeetsschweessen, a kann mat Galvanometer benotzt ginn fir kleng Deeler an héichreflektiv Deeler (extrem reflektiv Deeler) Ouer, Verbindungsstécker, etc. ze veraarbechten, wéi an der Figur uewen gewisen, huet den Eenzelmoduslaser e méi klengt Schlëssellach an e limitéierte Volumen vun internen Héichdrockmetalldamp, sou datt en am Allgemengen keng Mängel wéi intern Poren huet. Bei niddrege Geschwindegkeete gesäit d'Ausgesinn rau aus ouni Schutzloft ze bléisen. Bei héije Geschwindegkeete gëtt Schutz bäigefüügt. D'Gasveraarbechtungsqualitéit ass gutt, d'Effizienz ass héich, d'Schweißnähte si glat a flaach, an d'Ausbezuelungsquote ass héich. Et ass gëeegent fir Stapelschweißen a Penetratiounsschweißen.
Multimoduslaser: Groussen Kärduerchmiesser, liicht méi niddreg Energiedicht wéi e Singlemoduslaser, stompft Messer, méi grousst Schlëssellach, méi déck Metallstruktur, méi klengt Déift-Breet-Verhältnis, an bei der selwechter Leeschtung ass d'Penetratiounsdéift 30% méi niddreg wéi déi vum Singlemoduslaser, sou datt en gëeegent ass fir d'Veraarbechtung vu Stompschweessen an décke Placken mat grousse Montagelücken.
Komposit-Ring Laser Kontrast
Hybridschweißen: De Hallefleederlaserstrahl mat enger Wellelängt vun 915 nm an de Faserlaserstrahl mat enger Wellelängt vun 1070 nm sinn am selwechte Schweesskapp kombinéiert. Déi zwee Laserstrale sinn koaxial verdeelt an d'Brennefläche vun den zwee Laserstrale kënne flexibel ugepasst ginn, sou datt de Produit souwuel Hallefleeder huetLaserschweißenFäegkeeten nom Schweessen. Den Effekt ass hell an huet d'Déift vun der FaserLaserschweißen.
Hallefleiter benotzen dacks e grousse Liichtfleck vu méi wéi 400µm, deen haaptsächlech verantwortlech ass fir d'Virhëtzung vum Material, d'Schmëlzung vun der Uewerfläch vum Material an d'Erhéijung vun der Absorptiounsquote vum Material vum Faserlaser (d'Absorptiounsquote vum Material vum Laser klëmmt mat der Temperatur).
Ranklaser: Zwee Faserlasermoduler emittéieren Laserliicht, dat iwwer eng komposit optesch Faser (Ringfaser an enger zylindrescher optescher Faser) op d'Materialuewerfläch iwwerdroe gëtt.
Zwee Laserstrale mat engem ringfërmege Punkt: de baussenzege Rank ass verantwortlech fir d'Ausdehnung vun der Schlëssellachöffnung an d'Schmëlze vum Material, an de bannenzege Ranklaser ass verantwortlech fir d'Déift vum Duerchdringen, wat e ganz niddrege Sprëtzschweiss erméiglecht. Den Duerchmiesser vum Kär vum bannenzegen an dem baussenzege Ranklaser kann fräi ugepasst ginn, an den Duerchmiesser vum Kär kann fräi ugepasst ginn. D'Prozessfënster ass méi flexibel wéi dat vun engem eenzege Laserstral.
Vergläich vun den Effekter vun der Komposit-Kreeslafschweißung
Well d'Hybridschweißen eng Kombinatioun aus Hallefleeder-Wärmeleitfäegkeetsschweißen a Glasfaser-Déifpenetratiounsschweißen ass, ass d'Penetratioun vun der äusserer Réng méi flaach, d'metallographesch Struktur ass méi schaarf a schlank; gläichzäiteg ass d'Erscheinung vun der Wärmeleitfäegkeet, de geschmollte Pool huet kleng Schwankungen, e grousse Beräich, an de geschmollte Pool ass méi stabil, wat zu engem méi glaten Ausgesinn reflektéiert.
Well de Ringlaser eng Kombinatioun aus Déifpenetratiounsschweißen an Déifpenetratiounsschweißen ass, kann de baussenzege Rank och eng Penetratiounsdéift produzéieren, wat d'Schlëssellachöffnung effektiv vergréissere kann. Déiselwecht Kraaft huet eng méi grouss Penetratiounsdéift an eng méi déck Metallographie, awer gläichzäiteg ass d'Stabilitéit vum geschmollte Pool liicht manner wéi d'Fluktuatioun vum optesche Faser-Hallefleeder ass liicht méi grouss wéi déi vum Kompositschweißen, an d'Rauheet ass relativ grouss.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 20. Oktober 2023
