På nuværende tidspunkt medfører stigningen i kompleksiteten af bilrørledningen, flere og flere svejsepunkter, uundgåeligt mange problemer med flammesvejsning, selvfølgelig skal hver svejsemetode have deres egne fordele og ulemper. Denne artikel for at analysere gennemførligheden af lasersvejsning klimaanlæg rørledning.
En hvordan man løser problemet med lasersvejsning af aluminiumslegering
I dag er lasersvejsning meget udbredt i bearbejdningsindustrien. Derudover har laserteknologien også karakteristika af lille svejsevarmeinput, lille svejsevarmeområdepåvirkning, ikke let at deformere osv. Derfor har den fået særlig opmærksomhed inden for svejsning af aluminiumslegeringer.
På den anden side er der på grund af aluminiumslegerings bearbejdningsegenskaber nogle svejsevanskeligheder ved lasersvejsning af aluminiumslegering. Hvordan løser man disse problemer?
Problem 1: Aluminiumslegering har lav absorptionshastighed af laser.
Dette problem skyldes hovedsageligt aluminiumslegeringsmaterialet. På grund af den høje indledende reflektivitet og høje termiske ledningsevne af aluminiumslegeringen til laserstrålen, har aluminiumslegeringen lav absorption af laserstrålen før smeltning. Aluminiumslegeringer har en stærk reflektionseffekt på laserlys på grund af den høje tæthed af frie elektroner i aluminiumslegeringen i fast tilstand, som har en tendens til at interagere med fotonerne i strålen og reflektere energien væk. Undersøgelser har vist, at reflektionsevnen af aluminiumslegeringer er så høj som 90 % for gasformige CO2-lasere og tæt på 80 % for solide lasere. Samtidig har aluminiumslegeringer stærk varmeledningsevne, hvilket resulterer i lav absorption af laserlys af aluminiumslegeringer. Derfor skal der træffes passende foranstaltninger for at forbedre absorptionen af laserlys af aluminiumslegeringer.
Til dette problem omfatter løsningen hovedsageligt følgende aspekter:.
1. Overfladeforbehandling af aluminiumslegeringsmaterialer. Aluminiumslegering har høj laserrespons. Passende forbehandling af aluminiumslegeringsoverfladen, såsom anodisk oxidation, elektrolytisk polering, sandblæsning, sandblæsning osv. kan forbedre absorptionen af strålingsenergi på overfladen væsentligt. Undersøgelser har vist, at krystallisationstendensen af aluminiumslegering efter fjernelse af oxidfilmen er højere end den originale aluminiumslegering. For ikke at ødelægge aluminiumslegeringens overfladefinish, forenkle lasersvejseprocessen, kan du bruge svejseprocessen til at øge overfladetemperaturen på emnet for at forbedre materialets absorption af laseren.
2. Reducer spotstørrelsen og øg lasereffekttætheden. Ved at øge lasereffekttætheden for at forbedre absorptionen af aluminiumslegering til laseren. Øget lasereffekttæthed vil få den smeltede svejsepool til at producere en lille huleffekt, som i høj grad kan forbedre materialet til laserabsorptionshastigheden.
3. Skift svejsestrukturen, så laserstrålen reflekteres mange gange i mellemrummet for at lette lasersvejsningen af aluminiumslegering. Formen af leddet vil påvirke absorptionen af laser. v-bevel og square face er mere befordrende for dannelsen af nøglehul end ikke-fasede samlinger, således at lasereffekttætheden øges, og aluminiumslegeringens absorption af laser øges.
Problem 2: Let at producere porøsitet og termiske revner, aluminiumslegeringslasersvejsning er tilbøjelig til porøsitet og termiske revner.
Porøsitet er den hyppigste og vigtigste type defekter ved lasersvejsning af aluminiumslegeringer. Typerne af porøsitet kan opdeles i 2 kategorier.
En klasse skyldes aluminiumslegeringslasersvejsning i afkølingsprocessen, hvor brintopløseligheden falder kraftigt, hydrogenindholdet i smeltet aluminiumlegering op til {{0}}.69mL/100g, kølestørkningen af aluminiumlegeringens brintindhold på 0,036 ml/100g, overmættet brintfældning og dannelse af brintporer. Derudover er der et lag af oxidfilm på overfladen af aluminiumslegeringen, og det krystallinske vand på overfladen af aluminiumslegeringen, luft og fugt i beskyttelsesgassen nedbrydes direkte til brint under svejsning. Disse brintporer i den hurtige afkølingsproces af aluminiumslegering lasersvejsning for at undslippe, og forblive i svejsningen for at danne brintporer.
En anden kategori skyldes lasersvejsningsprocessen produceret af nøglehullets ustabilitet og kollaps, det flydende metal er for sent til at fylde de dannede huller. For høj porøsitet vil reducere tætheden af svejsningen, reducere samlingens bæreevne og vil få sammenføjningens styrke og plasticitet at have forskellige grader af reduktion.
Reducer aluminiumslegeringslasersvejsningen i porøsitetsdefekterne i en række foranstaltninger, såsom ændring af laserstrålens gangspor, brug af stråleoscillation til den smeltede pool til omrøring, øger muligheden for, at porøsitet undslipper overfladen, brug af fyldtråd eller fyldstoflegeringspulver, samt brug af dual-spot-teknologi og laserkompositsvejsning og andre foranstaltninger kan opnås for at reducere virkningen af porøsiteten, men det er vanskeligt at blive elimineret fra roden. Aluminiums termiske ledningsevne er relativt god, i henhold til materialet af aluminiumslegering, tykkelse og overfladetilstand i svejseprocessen for at justere lasereffektbølgeformen. Som vist i figuren før spidsen af bølgeformen til svejsning, kan også bruges før forvarmning efter isoleringen bølgeform til svejsning, er at reducere blæsepunktet og porøsitet spiller en vis rolle. Det kan reducere det ustabile sammenbrud af porerne, ændre bestrålingsvinklen af laserstrålen og påføre et magnetfelt i svejsningen, men kan også effektivt kontrollere porerne, der produceres under svejseprocessen.
Årsagen til termisk revnedannelse ved lasersvejsning af aluminiumslegering er hovedsageligt relateret til dets egne karakteristika og svejseproces. Størkningskrympning af aluminiumslegering (op til 5%), svejsespænding og deformation, og svejsemetallet i krystallisationen langs korngrænserne vil frembringe en eutektisk organisation med lavt smeltepunkt, således at korngrænserne for bindingskraften svækkes i trækspændingen under påvirkning af dannelsen af varme revner.
Ved at anvende metoden til at fylde tråd eller legeringspulver kan reducere tendensen til varm revnedannelse, og styring af opvarmnings- og afkølingshastigheden ved at justere svejseprocesparametrene kan også reducere tendensen til varm revnedannelse. Når du bruger en YAG-laser, kan varmetilførslen styres ved at justere pulsbølgeformen for at minimere krystalrevnen.
Opgave 3: Fald i mekaniske egenskaber af svejste led - blødgøring
Forbrændingstab af legeringselementer under svejseprocessen reducerer de mekaniske egenskaber af svejsede aluminiumslegeringer.
"Blødgøring" er fænomenet reduceret styrke og hårdhed af svejsede samlinger. Når der anvendes lasersvejsning af aluminiumslegeringer, har svejsevævet og den varmepåvirkede zone af de svejste samlinger det samme blødgøringsproblem. En lang række undersøgelser har vist, at blødgøringsfænomenet ved aluminiumslegeringssvejsning er svært at eliminere fundamentalt, men sammenlignet med gasafskærmet svejsning, lasersvejsning på grund af reduceret varmetilførsel, således at svejseblødgøringszonen er smallere. Aluminiumslegering laser svejsning og smelteelektrode gas afskærmet svejsning sammenlignet med laser svejsede samlinger, "blødgøring" grad er lavere, og trækstyrken med stigningen i svejsehastighed og stigning. Plasma på svejseprocessen af påvirkningen af ioniseringsenergien af aluminiumelementet er lav, lasersvejsning er mere tilbøjelig til at danne et metalplasma, plasma forårsaget af laserbrydning, afbøjning, og dermed ændre fokuspunktet for laserstrålepositionen, så at svejsedybdeforholdet reduceres, hvilket påvirker kvaliteten af svejsede samlinger. Vedtag metoden med forudplaceret pulver på overfladen af emnet for at dæmpe udvidelsen af plasmaet i højderetningen af hoppet, så plasmaet på overfladen af emnet kan opretholde den relative stabilitet af springamplituden.
Ustabile porer i aluminiumlegeringssvejseprocessen fører til et fald i den svejste samlings mekaniske egenskaber. Aluminiumslegering omfatter hovedsageligt Zn, Mg og Al. I svejseprocessen er kogepunktet for aluminium højere end de to andre elementer. Derfor kan nogle legeringselementer med lavt kogepunkt tilføjes ved svejsning af aluminiumslegeringselementer, hvilket er befordrende for dannelsen af små huller og svejsningens fasthed.
To aluminiumslegeringer laser svejseteknologi
1 aluminiumslegering laser selvsmeltende svejsning
Laser selvsmeltende svejsning refererer til laserstrålen med høj energitæthed som en varmekilde, indvirkning på overfladen af basismaterialet, så selve basismaterialet smelter, dannelsen af svejsede samlinger svejsemetode. For aluminiumslegeringslasersvejsning er aluminiumslegeringsoverfladen af laserens reflektivitet høj, svejsning kræver en større lasereffekt; laserpletdiameteren er lille, præcisionskravene til svejseværktøjet er høje, toleranceværdien af delegabet er lav, kræver normalt delegabværdien på 0.2mm følgende; svejseprocessen med opvarmnings- og afkølingshastighed, svejsningen af porøsitetsdefekterne, koncentrationen af laserenergitætheden, nøglehulseffekten er let at føre til svejsekonkav og fænomenet med bidende kanter, derfor for svejseprocessen, laseren beam er en laserstrålevarmekilde med høj energitæthed. Fænomenet med at bide kant, derfor har svejseprocesparametrene høje krav. Selvsmeltende lasersvejsning i aluminiumslegeringssvejsning afspejler fordelene ved god svejsekvalitet, hurtig svejsehastighed og nem automatisering og er meget udbredt i bilindustrien. I den elektriske køretøjsindustri bruges forseglingen af strømbatteriets skal hovedsageligt til selvsmeltende svejsning af aluminiumslegering. En ny energi køretøj virksomheder i aluminium kroppen, døren samling og siden af de strukturelle komponenter af svejsningen er også brugt i aluminiumslegering laser fusion svejsning.
2 lasersvejsning af aluminiumslegering
Lasertrådsvejsning i laseren er stadig den vigtigste varmekilde til at smelte det svejsede metal, men brugen af automatisk trådfremføringsanordning til den smeltede pool føres kontinuerligt ind i fyldmetallet for at opnå den metallurgiske forbindelsesproces. Sammenlignet med selvsmeltende lasersvejsning aflaster lasersvejsning med svejsetråd kravene til svejseprocesspaltens nøjagtighed ved at fylde tråden af forskellige sammensætninger for at forbedre svejsningens metallurgiske egenskaber for at forhindre dannelsen af termiske svejserevner og porøsitet , og for at forbedre stabiliteten af svejseprocessen og de mekaniske egenskaber af leddene.
Aluminiumslegering laser fyldtrådssvejsning har karakteristika for god udseendekvalitet, procesgab-præcision er løsere end selvsmeltende lasersvejsning osv. Det påføres normalt i kroppens udseende overflade, såsom mellem topdækslet og sidekabinettet , og mellem de øvre og nedre paneler på den ydre plade af bagagerumsafdækningen. Der er også nogle modeller for at få en højere svejsekvalitet og brugen af laserfyldtrådssvejsning til svejsning af aluminiumslegeringsdøre.
3 aluminiumslegering laser - lysbue komposit svejsning
Laser - buekompositsvejsning er laseren og buen 2 slags fysiske egenskaber, energioverførselsmekanisme er meget forskellig fra varmekildekompositten sammen, og sammen i rollen som det svejsede emne giver det ikke kun fuld spil til de 2 slags varme kilde til deres respektive fordele, men kompenserer også for hinandens mangler. I aluminiumslegeringslaser - buekompositsvejsning kan lysbuen styre laservarmekilden, forbedre aluminiumslegeringen på laserabsorptionsevnen og svejseprocesenergiudnyttelsen og svejseoverfladeformning end laser selvsmeltende svejsning. Derudover kan introduktionen af lysbuen i høj grad reducere monteringsnøjagtigheden af det svejsede emne, mens lysbuen har en fortyndingseffekt på lasersvejseplasmaet, hvilket kan reducere plasmaets afskærmende effekt på laseren. Laseren spiller en vigtig rolle i stabiliseringen af lysbuen, således at lysbuen kan stabiliseres ved højhastighedssvejsning på samlingen, hvilket kan forbedre svejsekvaliteten af samlingen og øge svejsehastigheden.
Konklusion
Aluminiumslegering laser svejsestråle energitæthed op til 109W/cm2, har samtidig fordelene ved koncentreret opvarmning, termisk skade, svejsedybde og breddeforhold, svejsedeformation osv., svejseprocessen er let at integrere, automatisering, fleksibilitet , højhastigheds- og højpræcisionssvejsning kan opnås, og svejseprocessen kræver ikke et vakuummiljø, producerer ikke røntgen, især velegnet til højpræcisionssvejsning af komplekse strukturer. Den mest attraktive egenskab ved aluminiumlasersvejsning er dens høje effektivitet, og for at give fuld spil til denne høje effektivitet, er det nødvendigt at anvende det på den store tykkelse af dybsvejsningen. Derfor vil forskning og anvendelse af højeffektlaser til dyb smeltesvejsning med stor tykkelse være den uundgåelige tendens til fremtidig udvikling. Dyb fusionssvejsning med stor tykkelse fremhæver pinhole-fænomenet og dets effekt på svejseporøsiteten, så dannelsesmekanismen og kontrollen af pinholes bliver mere og mere populær og vil blive et varmt emne af generel bekymring og forskning i industrien.
Forbedring af stabiliteten af lasersvejseprocessen, svejsedannelse og svejsekvalitet er de forfulgte mål. Derfor vil nye teknologier såsom laserbue-kompositproces, sparteltrådlasersvejsning, ikke-forudindstillet pulverlasersvejsning, dobbeltfokusteknologi, stråleformning osv. blive yderligere forbedret og udviklet.
