Ποια υλικά μπορούν να συγκολληθούν με μηχανή συγκόλλησης λέιζερ;

Η πιο προηγμένη τεχνολογία συγκόλλησης στον κόσμο σήμερα είναι η συγκόλληση με λέιζερ. Η μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ χρησιμοποιεί παλμούς λέιζερ υψηλής ενέργειας για να θερμάνει τοπικά το υλικό σε μικρή περιοχή. Η ενέργεια της ακτινοβολίας λέιζερ διαχέεται στο υλικό μέσω της αγωγιμότητας της θερμότητας και το υλικό λιώνει για να σχηματίσει μια συγκεκριμένη λιμωμένη λίμνη. Είναι ένας νέος τύπος μεθόδου συγκόλλησης, κυρίως για τη συγκόλληση υλικών με λεπτό τοίχωμα και εξαρτημάτων ακριβείας. Μπορεί να πραγματοποιήσει συγκόλληση σημείων, συγκόλληση lap, συγκόλληση σφράγισης κ.λπ., με υψηλή αναλογία διαστάσεων, μικρό πλάτος συγκόλλησης, μικρή ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα, γρήγορη ταχύτητα συγκόλλησης, όμορφη εμφάνιση, δεν χρειάζεται επεξεργασία μετά τη συγκόλληση ή απλή επεξεργασία, μικρή εστία spot, υψηλή ακρίβεια τοποθέτησης και εύκολος αυτοματισμός. Ποια υλικά μπορούν να συγκολληθούν με μηχανή συγκόλλησης λέιζερ;

 

1. Ανθρακούχο χάλυβα

Μηχανή συγκόλλησης με λέιζερέχει καλή επίδραση στη συγκόλληση ανθρακούχου χάλυβα. Η ποιότητα της συγκόλλησης εξαρτάται από την περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες. Για να επιτευχθεί καλή ποιότητα συγκόλλησης, απαιτείται προθέρμανση όταν η περιεκτικότητα σε άνθρακα υπερβαίνει το 0,25%. Καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε άνθρακα, αυξάνεται η ευαισθησία των ρωγμών και των εγκοπών συγκόλλησης. Τόσο οι χάλυβες μεσαίας και υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα όσο και οι συνήθεις κραματοποιημένοι χάλυβες μπορούν να συγκολληθούν καλά με λέιζερ, αλλά απαιτείται προθέρμανση και επεξεργασία μετά τη συγκόλληση για την εξάλειψη της πίεσης και την αποφυγή ρωγμών.

 

 

2. Κραματοποιημένος χάλυβας

Για τη συγκόλληση με λέιζερ χάλυβα υψηλής αντοχής χαμηλού κράματος, εφόσον οι παράμετροι συγκόλλησης έχουν επιλεγεί κατάλληλα, μπορεί να επιτευχθεί σύνδεσμος με μηχανικές ιδιότητες ισοδύναμες με αυτές του μητρικού υλικού.

 

3. Ανοξείδωτο ατσάλι

Λόγω της γρήγορης ταχύτητας συγκόλλησης και της μικρής ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα της μηχανής συγκόλλησης με λέιζερ, το φαινόμενο υπερθέρμανσης και ο μεγάλος γραμμικός συντελεστής διαστολής της συγκόλλησης από ανοξείδωτο χάλυβα μετριάζονται και η συγκόλληση δεν έχει ελαττώματα όπως πόρους και εγκλείσματα. Σε σύγκριση με τον ανθρακούχο χάλυβα, ο ανοξείδωτος χάλυβας αποκτά ευκολότερα στενές συγκολλήσεις βαθιάς τήξης λόγω της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας, του υψηλού ρυθμού απορρόφησης ενέργειας και της υψηλής απόδοσης τήξης. Η συγκόλληση λεπτών πλακών με μια μηχανή συγκόλλησης λέιζερ χαμηλής ισχύος μπορεί να αποκτήσει αρμούς με καλό σχηματισμό και ομαλές και όμορφες συγκολλήσεις.

 

4. Χαλκός και κράματα χαλκού

Η κακή σύντηξη και η ατελής διείσδυση είναι επιρρεπείς σε συγκόλληση χαλκού και κραμάτων χαλκού. Επομένως, θα πρέπει να χρησιμοποιείται μια πηγή θερμότητας με συγκεντρωμένη ενέργεια και υψηλή ισχύ και να λαμβάνονται μέτρα προθέρμανσης. όταν το τεμάχιο εργασίας είναι λεπτό ή η δομική ακαμψία είναι μικρή και δεν υπάρχουν μέτρα για την αποφυγή παραμόρφωσης, είναι εύκολο να παραχθεί μεγάλη παραμόρφωση μετά τη συγκόλληση και όταν η συγκολλημένη άρθρωση υπόκειται σε μεγάλους περιορισμούς ακαμψίας, η τάση συγκόλλησης είναι εύκολο να δημιουργηθεί. Οι θερμικές ρωγμές δημιουργούνται επίσης εύκολα κατά τη συγκόλληση χαλκού και κραμάτων χαλκού. Οι πόροι είναι κοινά ελαττώματα στη συγκόλληση χαλκού και κράματος χαλκού.

 

5. Αλουμίνιο και κράματα αλουμινίου

Το αλουμίνιο και τα κράματα αλουμινίου είναι υλικά υψηλής ανακλαστικότητας. Κατά τη συγκόλληση αλουμινίου και των κραμάτων του, καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η διαλυτότητα του υδρογόνου στο αλουμίνιο αυξάνεται απότομα. Το διαλυμένο υδρογόνο γίνεται η πηγή ελαττωμάτων στη συγκόλληση. Θα υπάρχουν περισσότεροι πόροι στη συγκόλληση και μπορεί να υπάρχουν κοιλότητες στη ρίζα κατά τη συγκόλληση με βαθιά σύντηξη και η συγκόλληση δεν έχει σχηματιστεί σωστά.

 

Τα χαρακτηριστικά των μεταλλικών υλικών καθορίζουν τη διαδικασία συγκόλλησης. Ακολουθεί μια ανάλυση των προφυλάξεων για τη συγκόλληση με λέιζερ μετάλλων:

 

1. Ο ρυθμός ψύξης των μεταλλικών υλικών είναι γρήγορος, ο οποίος καθορίζεται από την περιεκτικότητα σε άνθρακα στο μέταλλο και έχει αντίκτυπο στην ευθραυστότητα, τις μικρορωγμές και την αντοχή σε κόπωση των μεταλλικών υλικών.

 

2. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης, τα πτητικά στοιχεία κραμάτων στο κράμα μετάλλων εξατμίζονται από τη λιωμένη δεξαμενή, γεγονός που θα προκαλέσει πόρους και μπορεί επίσης να προκαλέσει υποκοπές.

 

3. Κατά τη συγκόλληση υλικών από ανθρακούχο χάλυβα, η περιεκτικότητα του υλικού σε άνθρακα πρέπει να είναι μικρότερη από 2%. Όταν η περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι υψηλότερη από 3%, η δυσκολία της συγκόλλησης με λέιζερ θα αυξηθεί, η τάση ψυχρών ρωγμών θα αυξηθεί επίσης και το υλικό θα έχει μια τάση για εύθραυστη θραύση υπό συνθήκες κόπωσης και κόκκων πυθμένα. Λαμβάνοντας υπόψη μια ορισμένη ποσότητα συρρίκνωσης στη συγκόλληση κατά το σχεδιασμό της άρθρωσης συμβάλλει στη μείωση της υπολειπόμενης τάσης και της τάσης ρωγμών της συγκόλλησης και της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα.

 

4. Όταν η μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ συγκολλά μέταλλα με περιεκτικότητα σε άνθρακα μεγαλύτερη από 3% και μέταλλα με περιεκτικότητα σε άνθρακα μικρότερη από 3%, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια προκατειλημμένη συγκόλληση για τον περιορισμό του μετασχηματισμού του μαρτενσίτη, την εξάλειψη της πίεσης και τη μείωση των ρωγμών, που μπορεί να μειώσει τόσο την ταχύτητα σβέσης όσο και την τάση ρωγμών.

 

5. Ανεξάρτητα από το εάν πρόκειται για συγκόλληση με παλμικό λέιζερ ή για συνεχή συγκόλληση με λέιζερ, μια γενική μηχανή συγκόλλησης με παλμικό λέιζερ μπορεί να μειώσει την είσοδο θερμότητας, τις θερμικές ρωγμές και την παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας.