Kon itandi sa tradisyonal nga teknolohiya sa welding,pagwelding gamit ang laseradunay walay kapantay nga mga bentaha sa katukma sa welding, kahusayan, kasaligan, automation ug uban pang mga aspeto. Sa bag-ohay nga mga tuig, kini kusog nga milambo sa mga natad sa awto, enerhiya, elektroniko ug uban pang mga natad, ug giisip nga usa sa labing maayong teknolohiya sa paggama sa ika-21 nga siglo.
1. Kinatibuk-ang Pagtan-aw sa Dobleng Sagbayanpagwelding gamit ang laser
Dobleng sagbayanpagwelding gamit ang lasermao ang paggamit sa mga pamaagi sa optika aron ibulag ang parehas nga laser ngadto sa duha ka managlahing silaw sa kahayag alang sa pagwelding, o paggamit sa duha ka lainlaing klase sa laser aron isagol, sama sa CO2 laser, Nd: YAG laser ug high-power semiconductor laser. Tanan mahimong isagol. Gisugyot kini panguna aron masulbad ang pagkaangay sa laser welding sa katukma sa pag-assemble, mapaayo ang kalig-on sa proseso sa pagwelding, ug mapaayo ang kalidad sa weld. Doble nga silawpagwelding gamit ang laserdali ug dali nga maka-adjust sa welding temperature field pinaagi sa pag-usab sa beam energy ratio, beam spacing, ug bisan sa energy distribution pattern sa duha ka laser beams, nga makausab sa existence pattern sa keyhole ug sa flow pattern sa liquid metal sa molten pool. Naghatag kini og mas lapad nga kapilian sa welding processes. Dili lang kini adunay bentaha sa dako nga...pagwelding gamit ang laserpagsulod, paspas nga tulin ug taas nga katukma, apan angay usab alang sa mga materyales ug mga lutahan nga lisud i-weld gamit ang naandanpagwelding gamit ang laser.
Para sa doble nga beampagwelding gamit ang laser, una natong hisgutan ang mga pamaagi sa pagpatuman sa double-beam laser. Ang kompletong literatura nagpakita nga adunay duha ka pangunang paagi aron makab-ot ang double-beam welding: transmission focusing ug reflection focusing. Sa espesipiko, ang usa makab-ot pinaagi sa pag-adjust sa anggulo ug gilay-on sa duha ka laser pinaagi sa focusing mirrors ug collimating mirrors. Ang lain makab-ot pinaagi sa paggamit sa laser source ug dayon pag-focus pinaagi sa reflecting mirrors, transmissive mirrors ug wedge-shaped mirrors aron makab-ot ang dual beams. Alang sa unang pamaagi, adunay tulo ka porma. Ang unang porma mao ang pag-couple sa duha ka laser pinaagi sa optical fibers ug pagbahin niini ngadto sa duha ka lain-laing beams ubos sa samang collimating mirror ug focusing mirror. Ang ikaduha mao nga ang duha ka laser mo-output og laser beams pinaagi sa ilang tagsa-tagsa ka welding heads, ug usa ka double beam ang maporma pinaagi sa pag-adjust sa spatial position sa welding heads. Ang ikatulong pamaagi mao nga ang laser beam unang bahinon pinaagi sa duha ka salamin 1 ug 2, ug dayon i-focus sa duha ka focusing mirrors 3 ug 4 matag usa. Ang posisyon ug distansya tali sa duha ka focal spots mahimong i-adjust pinaagi sa pag-adjust sa mga anggulo sa duha ka focusing mirror 3 ug 4. Ang ikaduhang pamaagi mao ang paggamit og solid-state laser aron bahinon ang kahayag aron makab-ot ang dual beams, ug i-adjust ang anggulo ug spacing pinaagi sa perspective mirror ug focusing mirror. Ang katapusang duha ka hulagway sa unang laray sa ubos nagpakita sa spectroscopic system sa usa ka CO2 laser. Ang patag nga salamin gipulihan og wedge-shaped mirror ug gibutang sa atubangan sa focusing mirror aron bahinon ang kahayag aron makab-ot ang dual beam parallel light.
Human masabtan ang implementasyon sa double beams, atong ipaila-ila sa mubo ang mga prinsipyo ug pamaagi sa welding. Sa double-beampagwelding gamit ang laserproseso, adunay tulo ka komon nga mga kahikayan sa beam, nga mao ang serial arrangement, parallel arrangement ug hybrid arrangement. panapton, nga mao, adunay gilay-on sa direksyon sa welding ug sa bertikal nga direksyon sa welding. Sama sa gipakita sa katapusang laray sa hulagway, sumala sa lain-laing mga porma sa gagmay nga mga lungag ug mga tinunaw nga pool nga makita ubos sa lain-laing mga gilay-on sa lugar atol sa proseso sa serial welding, mahimo kini nga bahinon pa sa single melts. Adunay tulo ka estado: pool, komon nga tinunaw nga pool ug gibulag nga tinunaw nga pool. Ang mga kinaiya sa single molten pool ug gibulag nga tinunaw nga pool parehas sa singlepagwelding gamit ang laser, sama sa gipakita sa numerical simulation diagram. Adunay lain-laing mga epekto sa proseso para sa lain-laing mga tipo.
Tipo 1: Ubos sa usa ka piho nga gilay-on sa mga spot, duha ka beam keyhole ang nagporma og usa ka komon nga dako nga keyhole sa parehas nga tinunaw nga lim-aw; alang sa tipo 1, gitaho nga ang usa ka silaw sa kahayag gigamit aron makahimo og gamay nga lungag, ug ang lain nga silaw sa kahayag gigamit alang sa welding heat treatment, nga epektibo nga makapauswag sa mga kabtangan sa istruktura sa high carbon steel ug alloy steel.
Tipo 2: Dugangi ang gilay-on sa mga spot sa samang tinunaw nga pool, ibulag ang duha ka beam ngadto sa duha ka independente nga mga keyhole, ug usba ang dagan sa tinunaw nga pool; para sa tipo 2, ang gimbuhaton niini katumbas sa duha ka electron beam welding, nga nagpamenos sa weld spatter ug dili regular nga mga weld sa angay nga focal length.
Tipo 3: Dugangi ang gilay-on sa mga spot ug usba ang ratio sa enerhiya sa duha ka beam, aron ang usa sa duha ka beam gamiton isip tinubdan sa kainit sa paghimo sa pre-welding o post-welding nga proseso atol sa proseso sa welding, ug ang pikas beam gamiton sa pagmugna og gagmay nga mga lungag. Alang sa tipo 3, nakita sa pagtuon nga ang duha ka beam nagporma og keyhole, ang gamay nga lungag dili dali mahugno, ug ang weld dili dali makahimo og mga pores.
2. Ang impluwensya sa proseso sa pagwelding sa kalidad sa pagwelding
Epekto sa serial beam-energy ratio sa pagporma sa welding seam
Kon ang gahum sa laser kay 2kW, ang gikusgon sa pag-welding kay 45 mm/s, ang gidaghanon sa defocus kay 0mm, ug ang gilay-on sa beam kay 3 mm, ang porma sa nawong sa weld kon usbon ang RS (RS= 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) mao ang gipakita sa hulagway. Kon ang RS=0.50 ug 2.00, ang weld mas moliki, ug mas daghan ang mosiga sa ngilit sa weld, nga dili maporma ang regular nga mga sumbanan sa himbis sa isda. Kini tungod kay kon ang ratio sa enerhiya sa beam gamay ra kaayo o dako ra kaayo, ang enerhiya sa laser sobra ka konsentrado, hinungdan nga ang pinhole sa laser mo-oscillate nga mas grabe atol sa proseso sa pag-welding, ug ang presyur sa recoil sa alisngaw hinungdan sa pagpagawas ug pagsabwag sa tinunaw nga metal sa tinunaw nga pool; Ang sobra nga kainit nga gisulod hinungdan nga ang giladmon sa pagsulod sa tinunaw nga pool sa kilid sa aluminum alloy mahimong dako ra kaayo, hinungdan sa depresyon ubos sa aksyon sa grabidad. Kon ang RS=0.67 ug 1.50, ang sumbanan sa himbis sa isda sa ibabaw sa weld parehas, ang porma sa weld mas nindot, ug walay makita nga mga init nga liki sa welding, mga pores ug uban pang mga depekto sa welding sa ibabaw sa weld. Ang mga porma sa cross-section sa mga weld nga adunay lainlaing mga ratio sa enerhiya sa beam nga RS sama sa gipakita sa hulagway. Ang cross-section sa mga weld naa sa tipikal nga "porma sa baso sa bino", nga nagpakita nga ang proseso sa welding gihimo sa laser deep penetration welding mode. Ang RS adunay hinungdanon nga impluwensya sa giladmon sa penetration nga P2 sa weld sa kilid sa aluminum alloy. Kon ang ratio sa enerhiya sa beam nga RS=0.5, ang P2 kay 1203.2 microns. Kon ang ratio sa enerhiya sa beam nga RS=0.67 ug 1.5, ang P2 mikunhod pag-ayo, nga 403.3 microns ug 93.6 microns matag usa. Kon ang ratio sa enerhiya sa beam nga RS=2, ang giladmon sa penetration sa joint cross section kay 1151.6 microns.
Epekto sa parallel beam-energy ratio sa pagporma sa welding seam
Kung ang gahum sa laser kay 2.8kW, ang gikusgon sa pag-welding kay 33mm/s, ang gidaghanon sa defocus kay 0mm, ug ang gilay-on sa beam kay 1mm, ang nawong sa weld makuha pinaagi sa pag-usab sa ratio sa enerhiya sa beam (RS=0.25, 0.5, 0.67, 1.5, 2, 4). Ang hitsura gipakita sa hulagway. Kung ang RS=2, ang sumbanan sa himbis sa isda sa nawong sa weld medyo dili regular. Ang nawong sa weld nga nakuha sa laing lima ka lain-laing ratio sa enerhiya sa beam maayo ang pagkaporma, ug walay makita nga mga depekto sama sa mga pores ug mga pagsabwag. Busa, kon itandi sa serial dual-beampagwelding gamit ang laser, ang nawong sa weld gamit ang parallel dual-beams mas uniporme ug matahum. Kung ang RS=0.25, adunay gamay nga depresyon sa weld; samtang ang beam energy ratio anam-anam nga motaas (RS=0.5, 0.67 ug 1.5), ang nawong sa weld uniporme ug walay depresyon nga maporma; bisan pa, kung ang beam energy ratio dugang nga motaas (RS=1.50, 2.00), apan adunay mga depresyon sa nawong sa weld. Kung ang beam energy ratio RS=0.25, 1.5 ug 2, ang cross-sectional nga porma sa weld kay "porma sa baso sa bino"; kung ang RS=0.50, 0.67 ug 1, ang cross-sectional nga porma sa weld kay "porma sa funnel". Kung ang RS=4, dili lamang mga liki ang mamugna sa ilawom sa weld, apan adunay usab pipila ka mga pores nga mamugna sa tunga ug ubos nga bahin sa weld. Kung ang RS=2, dagkong mga pores sa proseso ang makita sa sulod sa weld, apan walay mga liki nga makita. Kon ang RS=0.5, 0.67 ug 1.5, ang penetration depth nga P2 sa weld sa aluminum alloy nga bahin mas gamay, ug ang cross-section sa weld maayo ang pagkaporma ug walay klaro nga mga depekto sa welding nga naporma. Kini nagpakita nga ang beam energy ratio atol sa parallel dual-beam laser welding adunay usab importanteng epekto sa weld penetration ug mga depekto sa welding.
Parallel beam – ang epekto sa gilay-on sa beam sa pagporma sa welding seam
Kon ang gahum sa laser kay 2.8kW, ang gikusgon sa pag-welding kay 33mm/s, ang gidaghanon sa defocus kay 0mm, ug ang ratio sa enerhiya sa beam nga RS=0.67, usba ang gilay-on sa beam (d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm) aron makuha ang morpolohiya sa nawong sa weld sama sa gipakita sa hulagway. Kon ang d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, ang nawong sa weld hamis ug patag, ug ang porma matahum; ang sumbanan sa himbis sa isda sa weld regular ug matahum, ug walay makita nga mga pores, liki ug uban pang mga depekto. Busa, ubos sa upat ka kondisyon sa gilay-on sa beam, ang nawong sa weld maayo ang pagkaporma. Dugang pa, kon ang d=2 mm, duha ka lain-laing mga weld ang maporma, nga nagpakita nga ang duha ka parallel laser beams dili na molihok sa usa ka tinunaw nga pool, ug dili makaporma og epektibo nga dual-beam laser hybrid welding. Kon ang gilay-on sa beam kay 0.5mm, ang weld kay "porma og funnel", ang giladmon sa pagsulod sa weld nga P2 sa kilid sa aluminum alloy kay 712.9 microns, ug walay mga liki, pores ug uban pang depekto sa sulod sa weld. Samtang ang gilay-on sa beam padayon nga motaas, ang giladmon sa pagsulod sa weld nga P2 sa kilid sa aluminum alloy mokunhod pag-ayo. Kon ang gilay-on sa beam kay 1 mm, ang giladmon sa pagsulod sa weld sa kilid sa aluminum alloy kay 94.2 microns lang. Samtang ang gilay-on sa beam motaas pa, ang weld dili makaporma og epektibong pagsulod sa kilid sa aluminum alloy. Busa, kon ang gilay-on sa beam kay 0.5mm, ang double-beam recombination effect mao ang pinakamaayo. Samtang ang gilay-on sa beam motaas, ang kainit sa welding moubos pag-ayo, ug ang epekto sa two-beam laser recombination anam-anam nga mograbe.
Ang kalainan sa morpolohiya sa weld gipahinabo sa lain-laing pag-agos ug pagpabugnaw sa solidification sa tinunaw nga pool atol sa proseso sa welding. Ang numerical simulation method dili lamang makapahimo sa stress analysis sa tinunaw nga pool nga mas sayon sabton, apan makapakunhod usab sa gasto sa eksperimento. Ang hulagway sa ubos nagpakita sa mga pagbag-o sa side melt pool nga adunay single beam, lain-laing mga kahikayan ug spot spacing. Ang mga nag-unang konklusyon naglakip sa: (1) Atol sa single-beampagwelding gamit ang laserSa proseso, ang giladmon sa lungag sa tinunaw nga pool mao ang pinakalawom, adunay panghitabo sa pagkahugno sa lungag, ang bungbong sa lungag dili regular, ug ang pag-apod-apod sa flow field duol sa bungbong sa lungag dili patas; duol sa likod nga bahin sa tinunaw nga pool Kusog ang reflow, ug adunay pataas nga reflow sa ilawom sa tinunaw nga pool; ang pag-apod-apod sa flow field sa ibabaw sa tinunaw nga pool medyo parehas ug hinay, ug ang gilapdon sa tinunaw nga pool dili patas subay sa direksyon sa giladmon. Adunay kagubot nga gipahinabo sa pressure sa recoil sa bungbong sa tinunaw nga pool taliwala sa gagmay nga mga lungag sa double-beam.pagwelding gamit ang laser, ug kini kanunay nga anaa subay sa direksyon sa giladmon sa gagmay nga mga lungag. Samtang ang distansya tali sa duha ka mga sagbayan nagpadayon sa pagtaas, ang densidad sa enerhiya sa sagbayan hinay-hinay nga mobalhin gikan sa usa ka peak ngadto sa usa ka double peak nga estado. Adunay minimum nga kantidad tali sa duha ka mga peak, ug ang densidad sa enerhiya hinay-hinay nga mikunhod. (2) Para sa double-beampagwelding gamit ang laser, kung ang gilay-on sa mga spot kay 0-0.5mm, ang giladmon sa gagmay nga mga lungag sa tinunaw nga pool mokunhod gamay, ug ang kinatibuk-ang kinaiya sa pag-agos sa tinunaw nga pool parehas sa single-beampagwelding gamit ang laser; kon ang gilay-on sa mga spot labaw sa 1mm, ang gagmay nga mga lungag hingpit nga magkabulag, ug atol sa proseso sa pag-welding halos walay interaksyon tali sa duha ka laser, nga katumbas sa duha ka sunod-sunod/duha ka parallel nga single-beam laser welding nga adunay gahum nga 1750W. Halos walay preheating effect, ug ang kinaiya sa pag-agos sa molten pool parehas sa single-beam laser welding. (3) Kon ang gilay-on sa spot kay 0.5-1mm, ang nawong sa bungbong sa gagmay nga mga lungag mas patag sa duha ka kahikayan, ang giladmon sa gagmay nga mga lungag anam-anam nga mokunhod, ug ang ilawom anam-anam nga magkabulag. Ang kagubot tali sa gagmay nga mga lungag ug sa pag-agos sa ibabaw nga molten pool anaa sa 0.8mm. Ang pinakakusog. Para sa serial welding, ang gitas-on sa molten pool anam-anam nga motaas, ang gilapdon mao ang pinakadako kon ang gilay-on sa spot kay 0.8mm, ug ang preheating effect labing klaro kon ang gilay-on sa spot kay 0.8mm. Ang epekto sa puwersa sa Marangoni anam-anam nga mohuyang, ug daghang metal nga likido ang moagos sa duha ka kilid sa molten pool. Himua ang pag-apod-apod sa gilapdon sa melt nga mas parehas. Para sa parallel welding, ang gilapdon sa tinunaw nga pool anam-anam nga motaas, ug ang gitas-on moabot sa kinatas-ang 0.8mm, apan walay preheating effect; ang reflow duol sa nawong nga gipahinabo sa puwersa sa Marangoni kanunay nga anaa, ug ang paubos nga reflow sa ilawom sa gamay nga lungag anam-anam nga mawala; ang cross-sectional flow field dili sama ka maayo sa kusog niini sa serye, ang kagubot halos dili makaapekto sa pag-agos sa duha ka kilid sa tinunaw nga pool, ug ang tinunaw nga gilapdon dili patas nga giapod-apod.
Oras sa pag-post: Oktubre-12-2023
