Laserové zváranie hliníkových zliatin
Hliníkové zliatiny majú výhody nízkej hustoty, vysokej pevnosti a dobrej odolnosti proti korózii, preto sú široko používané v automobilovom priemysle, novej energetike, leteckom a stavebnom priemysle. V súčasnosti sa laserové zváranie široko používa pri výrobe výrobkov z hliníkovej zliatiny. V porovnaní s tradičnými metódami zvárania môže laserové zváranie poskytnúť vyššiu efektivitu výroby, lepšiu kvalitu zvaru a dosiahnuť vysoko presné zváranie a automatizáciu zložitých štruktúr.
Laserové zváranie je technológia, pri ktorej sa na kovový povrch vyžaruje laser s vysokou intenzitou a kov sa roztaví a potom ochladí a kryštalizuje, aby sa vytvoril zvar cez tepelné spojenie medzi laserom a kovom. Podľa mechanizmu tepelného pôsobenia laserového zvárania ho možno rozdeliť na dva typy: zváranie tepelným vedením a zváranie hlbokou penetráciou. Zváranie tepelným vedením sa používa hlavne na zváranie obalov alebo mikro-nano zváranie presných dielov; laserové zváranie hlbokou penetráciou sa používa hlavne na zváranie materiálov, ktoré vyžadujú úplnú penetráciu. Medzi nimi proces zvárania odparí materiál a v roztavenom bazéne sa objaví fenomén kľúčovej dierky. Je to v súčasnosti najpoužívanejšia metóda laserového zvárania a je to tiež preferovaná metóda zvárania hliníkových zliatin. Pomocné materiály, jednoduché zváracie zariadenia, žiadny spotrebný materiál, ľahko automatizovateľné. 02 Nevýhody: Požiadavky na zváraciu fóliu sú vysoké, preto sa zvar ľahko potápa; začiatočný bod a koncový bod zvárania sa dajú ľahko vytvoriť kľúčové body; stabilita procesu zvárania je všeobecná a ľahko sa vyskytujú chyby zvárania. 03Prípad: Zváranie rámu dverí z hliníkovej zliatiny v priemysle - 5 série .
Vzhľadom na prirodzené fyzikálne vlastnosti hliníkových zliatin, ako je nízka absorpcia lasera, nízky bod varu legujúcich prvkov, vysoká tepelná vodivosť, vysoký koeficient tepelnej rozťažnosti, relatívne široký rozsah teplôt tuhnutia, vysoké zmršťovanie tuhnutia, nízka viskozita a vysoká absorpcia vodíka v kvapaline stavu atď., takže počas procesu laserového zvárania ľahko vznikajú defekty, ako sú póry a horúce trhliny. Medzi nimi je pórovitosť najpravdepodobnejšou formou defektu v procese laserového zvárania hliníkovej zliatiny. Zničí kompaktnosť zvarového kovu, oslabí účinnú plochu prierezu zvaru a zníži mechanické vlastnosti a odolnosť zvaru proti korózii. Preto je potrebné prijať účinné opatrenia. Opatrenia na zamedzenie tvorby pórov a zlepšenie vnútornej kvality zvaru.
Laser fusion welding porosity suppression method 01 Suppresses welding porosity through pre-welding surface treatment. Pre-welding surface treatment is an effective method to control metallurgical porosity in aluminum alloy laser welds. Usually, the surface treatment methods include physical and mechanical cleaning and chemical cleaning. After comparison, the process of chemically treating the surface of the test plate (metal cleaning agent cleaning - water washing - alkali cleaning - water washing - acid washing - water washing - drying) is the best. Among them, 25NaH (sodium hydroxide) solution is used for alkaline cleaning to remove the surface thickness of the material, and 20% HN03 (nitric acid) + 2% (hydrogen fluoride) aqueous solution is used for pickling to neutralize the residual alkali solution. After the surface treatment of the test plate, the welding is carried out within 24 hours , When the test plate stays for a long time after treatment, wipe it with anhydrous alcohol before welding. 02 Suppressing welding porosity through welding process parameters The formation of weld porosity is not only related to the quality of the surface treatment of the weldment, but also related to the welding process parameters. The influence of welding parameters on the weld porosity is mainly reflected in the penetration of the weld, that is, the back The effect of aspect ratio on stomata. It can be seen from the test that when the back-to-width ratio of the weld is R>0.6, koncentrovanú distribúciu reťazových pórov vo zvare možno účinne zlepšiť. Zvyšky pórov vo zvare sú eliminované.
03 Správnym výberom ochranného plynu a prietoku na potlačenie zváracích pórov Výber ochranného plynu priamo ovplyvňuje kvalitu, účinnosť a cenu zvárania. Počas procesu laserového zvárania môže správne vstrekovanie ochranného plynu účinne znížiť póry zvaru. Na ochranu povrchu zvaru sa používa Ar (argón) a He (hélium). V procese laserového zvárania hliníkovej zliatiny je stupeň ionizácie Ar a He voči laseru odlišný, čo vedie k rôznej tvorbe zvaru. Výsledok ukazuje, že voľba Ar Celková pórovitosť zvaru získaného ako ochranný plyn je menšia ako pórovitosť zvaru, keď je ako ochranný plyn zvolený He. Zároveň by sme mali venovať pozornosť tomu, že veľké množstvo plazmy generovanej zváraním nemôže byť odfúknuté, ak je prietok plynu príliš malý (10L/min), čo spôsobuje, že zvarový bazén je nestabilný a zvyšuje pravdepodobnosť tvorby pórovitosti. Prietok plynu je mierny (asi 15 l/min.) a možno získať plazmu. Účinná kontrola, ochranný plyn má dobrý antioxidačný účinok na roztavený bazén a pórovitosť je minimálna. Nadmerné prúdenie vzduchu je sprevádzané nadmerným tlakom plynu, takže časť ochranného plynu sa primiešava do roztaveného bazéna a zvyšuje sa pórovitosť.
Potlačenie defektov pórovitosti pri laserovom zváraní hliníkových zliatin bolo v priemysle vždy problémom. Vplyvom výkonu samotného materiálu hliníkovej zliatiny sa fenoménu žiadnej pórovitosti pri zváraní nedá úplne vyhnúť počas procesu zvárania, ale pórovitosť možno iba znížiť. Prostredníctvom optimalizácie procesu pred zváraním a po ňom sme zhrnuli a navrhli tri spôsoby potlačenia pórovitosti pomocou experimentov, ktoré by mohli kolegovia v tomto odvetví použiť. Laser DOTSLASER sa nezameriava len na výskum a inováciu technológie laserových produktov, ale tiež vyvíja a skúma rôzne technológie laserového spracovania a teší sa na diskusiu s viacerými odborníkmi z odvetvia s cieľom podporiť zlepšenie technológie laserového spracovania v mojej krajine.
