परम्परागत वेल्डिङ प्रविधिको तुलनामा,लेजर वेल्डिंगवेल्डिंग शुद्धता, दक्षता, विश्वसनीयता, स्वचालन र अन्य पक्षहरूमा अतुलनीय फाइदाहरू छन्। हालका वर्षहरूमा, यसले अटोमोबाइल, ऊर्जा, इलेक्ट्रोनिक्स र अन्य क्षेत्रहरूमा द्रुत रूपमा विकास गरेको छ, र 21 औं शताब्दीको सबैभन्दा आशाजनक उत्पादन प्रविधिहरू मध्ये एक मानिन्छ।
1. डबल-बीमको अवलोकनलेजर वेल्डिंग
डबल-बीमलेजर वेल्डिंगवेल्डिङका लागि एउटै लेजरलाई प्रकाशको दुई अलग किरणमा विभाजन गर्न अप्टिकल विधिहरू प्रयोग गर्न वा संयोजन गर्न दुई फरक प्रकारका लेजरहरू प्रयोग गर्न, जस्तै CO2 लेजर, Nd: YAG लेजर र उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजर। सबै मिलाउन सकिन्छ। यो मुख्यतया लेजर वेल्डिंग को विधानसभा सटीकता को अनुकूलन को समाधान गर्न को लागी प्रस्ताव गरिएको थियो, वेल्डिंग प्रक्रिया को स्थिरता सुधार, र वेल्ड को गुणस्तर सुधार। डबल-बीमलेजर वेल्डिंगकिहोलको अस्तित्व ढाँचा र पग्लिएको पोखरीमा तरल धातुको प्रवाह ढाँचा परिवर्तन गरेर, बीम ऊर्जा अनुपात, बीम स्पेसिङ, र दुईवटा लेजर बीमहरूको ऊर्जा वितरण ढाँचा पनि परिवर्तन गरेर वेल्डिङ तापक्रम क्षेत्रलाई सहज र लचिलो रूपमा समायोजन गर्न सकिन्छ। वेल्डिंग प्रक्रियाहरूको फराकिलो विकल्प प्रदान गर्दछ। यसमा ठूलो फाइदा मात्रै छैनलेजर वेल्डिंगप्रवेश, छिटो गति र उच्च परिशुद्धता, तर पारंपरिक संग वेल्ड गर्न गाह्रो सामग्री र जोडहरु को लागी पनि उपयुक्त छलेजर वेल्डिंग.
डबल-बीमको लागिलेजर वेल्डिंग, हामी पहिलो डबल-बीम लेजर को कार्यान्वयन विधिहरु छलफल। व्यापक साहित्यले देखाउँछ कि डबल-बीम वेल्डिङ हासिल गर्न दुई मुख्य तरिकाहरू छन्: प्रसारण फोकस र प्रतिबिम्ब फोकस। विशेष रूपमा, फोकसिंग मिररहरू र कोलिमिटिङ मिररहरू मार्फत दुई लेजरहरूको कोण र स्पेसिङ समायोजन गरेर प्राप्त गरिन्छ। अर्को लेजर स्रोत प्रयोग गरेर र त्यसपछि दोहोरो बीमहरू प्राप्त गर्न प्रतिबिम्बित ऐना, ट्रान्समिसिभ मिरर र वेज आकारको ऐना मार्फत फोकस गरेर प्राप्त गरिन्छ। पहिलो विधिको लागि, त्यहाँ मुख्य रूपमा तीन रूपहरू छन्। पहिलो रूप भनेको अप्टिकल फाइबरहरू मार्फत दुईवटा लेजरहरू जोड्नु हो र तिनीहरूलाई एउटै कोलिमिटिङ मिरर र फोकसिङ मिरर मुनि दुई फरक बीमहरूमा विभाजन गर्नु हो। दोस्रो हो कि दुई लेजरहरूले तिनीहरूको सम्बन्धित वेल्डिङ हेडहरू मार्फत लेजर बीमहरू आउटपुट गर्छन्, र वेल्डिङ हेडहरूको स्थानिय स्थिति समायोजन गरेर डबल बीम बनाइन्छ। तेस्रो विधि भनेको लेजर बीमलाई पहिले दुईवटा ऐना १ र २ मार्फत विभाजित गरिन्छ र त्यसपछि क्रमशः दुईवटा फोकस गर्ने ऐना ३ र ४ मार्फत केन्द्रित गरिन्छ। दुई फोकल स्पटहरू बीचको स्थिति र दूरीलाई दुई फोकस गर्ने मिरर 3 र 4 को कोण समायोजन गरेर समायोजन गर्न सकिन्छ। दोस्रो विधि भनेको दोहोरो किरणहरू प्राप्त गर्न प्रकाश विभाजित गर्न ठोस-स्टेट लेजर प्रयोग गर्नु हो, र कोण समायोजन गर्नुहोस्। परिप्रेक्ष्य मिरर र फोकसिंग मिरर मार्फत स्पेसिङ। तलको पहिलो पङ्क्तिमा अन्तिम दुई चित्रहरूले CO2 लेजरको स्पेक्ट्रोस्कोपिक प्रणाली देखाउँछन्। समतल ऐनालाई वेज-आकारको ऐनाले प्रतिस्थापन गरिएको छ र दोहोरो बीम समानान्तर प्रकाश प्राप्त गर्न प्रकाश विभाजित गर्न फोकस गर्ने ऐनाको अगाडि राखिएको छ।
डबल बीम को कार्यान्वयन बुझे पछि, हामी छोटकरीमा वेल्डिंग सिद्धान्त र विधिहरू परिचय गरौं। डबल-बीम मालेजर वेल्डिंगप्रक्रियामा, त्यहाँ तीन साझा किरण व्यवस्थाहरू छन्, अर्थात् क्रमिक व्यवस्था, समानान्तर व्यवस्था र हाइब्रिड व्यवस्था। कपडा, अर्थात्, वेल्डिङ दिशा र वेल्डिङ ठाडो दिशा दुवैमा दूरी छ। चित्रको अन्तिम पङ्क्तिमा देखाइएको अनुसार, क्रमबद्ध वेल्डिङ प्रक्रियाको क्रममा विभिन्न स्पेस स्पेसिङ अन्तर्गत देखा पर्ने साना प्वालहरू र पग्लिएको पोखरीहरूको विभिन्न आकारहरू अनुसार, तिनीहरूलाई थप एकल पिघलहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ। त्यहाँ तीन अवस्थाहरू छन्: पोखरी, सामान्य पग्लिएको पोखरी र अलग पग्लिएको पोखरी। एकल पग्लिएको पोखरी र छुट्टिएको पग्लिएको पोखरीका विशेषताहरू एकलको जस्तै छन्लेजर वेल्डिंग, संख्यात्मक सिमुलेशन रेखाचित्रमा देखाइएको छ। विभिन्न प्रकारका लागि विभिन्न प्रक्रिया प्रभावहरू छन्।
प्रकार १: निश्चित स्पेस स्पेसिङ अन्तर्गत, दुईवटा बीम किहोलहरूले एउटै पग्लिएको पोखरीमा साझा ठूलो किहोल बनाउँछन्; टाइप 1 को लागि, यो रिपोर्ट गरिएको छ कि प्रकाशको एउटा किरण सानो प्वाल बनाउन प्रयोग गरिन्छ, र प्रकाशको अर्को बीम वेल्डिंग ताप उपचारको लागि प्रयोग गरिन्छ, जसले उच्च कार्बन स्टील र मिश्र धातु इस्पातको संरचनात्मक गुणहरूलाई प्रभावकारी रूपमा सुधार गर्न सक्छ।
प्रकार 2: एउटै पग्लिएको पोखरीमा स्पट स्पेसिङ बढाउनुहोस्, दुईवटा बीमहरूलाई दुईवटा स्वतन्त्र किहोलहरूमा अलग गर्नुहोस्, र पग्लिएको पोखरीको प्रवाह ढाँचा परिवर्तन गर्नुहोस्; टाइप २ को लागि, यसको कार्य दुई इलेक्ट्रोन बीम वेल्डिङको बराबर छ, उपयुक्त फोकल लम्बाइमा वेल्ड स्प्याटर र अनियमित वेल्डहरू घटाउँछ।
प्रकार 3: थप स्पेस स्पेसिङ बढाउनुहोस् र दुई बीमको ऊर्जा अनुपात परिवर्तन गर्नुहोस्, ताकि दुई बीममध्ये एउटालाई वेल्डिङ प्रक्रियाको क्रममा प्रि-वेल्डिङ वा पोस्ट-वेल्डिङ प्रशोधन गर्न ताप स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र अर्को बीम। साना प्वालहरू उत्पन्न गर्न प्रयोग गरिन्छ। टाइप 3 को लागि, अध्ययनले पत्ता लगायो कि दुई बीमले किहोल बनाउँछ, सानो प्वाल भत्काउन सजिलो छैन, र वेल्डले छिद्रहरू उत्पादन गर्न सजिलो छैन।
2. वेल्डिङ गुणस्तरमा वेल्डिङ प्रक्रियाको प्रभाव
वेल्डिंग सीम गठन मा सीरियल बीम-ऊर्जा अनुपात को प्रभाव
जब लेजर पावर 2kW हुन्छ, वेल्डिङको गति 45 mm/s हुन्छ, डिफोकस रकम 0mm हुन्छ, र बीम स्पेसिंग 3 mm हुन्छ, RS (RS= 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) परिवर्तन गर्दा वेल्ड सतहको आकार हुन्छ। चित्रमा देखाइएको छ। जब RS=0.50 र 2.00, वेल्डलाई धेरै हदसम्म डेन्ट गरिएको छ, र नियमित माछा स्केल ढाँचाहरू नबनाई वेल्डको छेउमा थप स्प्याटर हुन्छ। यो किनभने जब किरण ऊर्जा अनुपात धेरै सानो वा धेरै ठूलो छ, लेजर ऊर्जा धेरै केन्द्रित छ, लेजर पिनहोल वेल्डिंग प्रक्रिया को समयमा अधिक गम्भीर रूपमा दोलन गर्न को लागी, र स्टीम को रिकोइल दबाबले पिघलिएको को इजेक्शन र स्प्ल्याश निम्त्याउँछ। पग्लिएको पोखरीमा पूल धातु; अत्यधिक गर्मी इनपुटले एल्युमिनियम मिश्र छेउमा पग्लिएको पोखरीको प्रवेश गहिराइ धेरै ठूलो हुन्छ, जसले गुरुत्वाकर्षणको कार्य अन्तर्गत अवसाद निम्त्याउँछ। जब RS=0.67 र 1.50, वेल्ड सतहमा माछा स्केल ढाँचा एकसमान हुन्छ, वेल्ड आकार अझ सुन्दर हुन्छ, र वेल्ड सतहमा कुनै देखिने वेल्डिङ तातो दरारहरू, छिद्रहरू र अन्य वेल्डिङ दोषहरू छैनन्। विभिन्न बीम ऊर्जा अनुपात RS भएका वेल्डहरूको क्रस-सेक्शन आकारहरू चित्रमा देखाइए अनुसार छन्। वेल्डहरूको क्रस-सेक्शन सामान्य "वाइन गिलास आकार" मा छ, यसले संकेत गर्दछ कि वेल्डिङ प्रक्रिया लेजर गहिरो प्रवेश वेल्डिंग मोडमा गरिन्छ। RS को एल्युमिनियम मिश्र छेउमा वेल्डको प्रवेश गहिराई P2 मा महत्त्वपूर्ण प्रभाव छ। जब किरण ऊर्जा अनुपात RS=0.5, P2 1203.2 माइक्रोन हुन्छ। जब किरण ऊर्जा अनुपात RS=0.67 र 1.5 हुन्छ, P2 उल्लेखनीय रूपमा घटाइन्छ, जुन क्रमशः 403.3 माइक्रोन र 93.6 माइक्रोन हो। जब बीम ऊर्जा अनुपात RS=2 हुन्छ, संयुक्त क्रस खण्डको वेल्ड प्रवेश गहिराई 1151.6 माइक्रोन हुन्छ।
वेल्डिङ सीम गठनमा समानान्तर बीम-ऊर्जा अनुपातको प्रभाव
जब लेजर पावर 2.8kW हुन्छ, वेल्डिङको गति 33mm/s हुन्छ, डिफोकस रकम 0mm हुन्छ, र बीम स्पेसिङ 1mm हुन्छ, वेल्ड सतह बीम ऊर्जा अनुपात (RS=0.25, 0.5, 0.67, 1.5) परिवर्तन गरेर प्राप्त गरिन्छ। , 2, 4) उपस्थिति चित्रमा देखाइएको छ। जब RS=2, वेल्डको सतहमा माछा स्केल ढाँचा अपेक्षाकृत अनियमित हुन्छ। अन्य पाँच फरक बीम ऊर्जा अनुपातहरू द्वारा प्राप्त वेल्डको सतह राम्रोसँग बनाइएको छ, र त्यहाँ कुनै दृश्यात्मक दोषहरू छैनन् जस्तै छिद्र र स्प्याटर। त्यसैले, क्रमिक दोहोरो-बीम संग तुलनालेजर वेल्डिंग, समानान्तर दोहोरो-बीमहरू प्रयोग गरी वेल्ड सतह अधिक समान र सुन्दर छ। जब RS=0.25, त्यहाँ वेल्डमा हल्का अवसाद हुन्छ; बिम ऊर्जा अनुपात बिस्तारै बढ्दै जाँदा (RS=0.5, 0.67 र 1.5), वेल्डको सतह एकरूप हुन्छ र कुनै अवसाद बन्दैन; यद्यपि, जब किरण ऊर्जा अनुपात थप बढ्छ (RS=1.50, 2.00), तर वेल्डको सतहमा अवसादहरू छन्। जब बीम ऊर्जा अनुपात RS=0.25, 1.5 र 2, वेल्डको क्रस-सेक्शनल आकार "वाइन ग्लास आकारको" हुन्छ; जब RS=0.50, 0.67 र 1, वेल्डको क्रस-सेक्शनल आकार "फनेल-आकार" हुन्छ। जब RS=4, वेल्डको तल्लो भागमा क्र्याक मात्र उत्पन्न हुँदैन, तर वेल्डको मध्य र तल्लो भागमा केही छिद्रहरू पनि उत्पन्न हुन्छन्। जब RS=2, ठूला प्रक्रिया छिद्रहरू वेल्ड भित्र देखा पर्छन्, तर कुनै दरार देखा पर्दैन। जब RS=0.5, 0.67 र 1.5, एल्युमिनियम मिश्र छेउमा वेल्डको प्रवेश गहिराई P2 सानो हुन्छ, र वेल्डको क्रस-सेक्शन राम्रोसँग बनेको हुन्छ र कुनै स्पष्ट वेल्डिंग दोषहरू बनाइँदैन। यसले समानान्तर डुअल-बीम लेजर वेल्डिङको समयमा बीम ऊर्जा अनुपात पनि वेल्ड प्रवेश र वेल्डिंग दोषहरूमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ भनेर देखाउँछ।
समानान्तर बीम - वेल्डिंग सीम गठनमा बीम स्पेसिङको प्रभाव
जब लेजर पावर 2.8kW हुन्छ, वेल्डिङको गति 33mm/s हुन्छ, डिफोकस रकम 0mm हुन्छ, र बीम ऊर्जा अनुपात RS=0.67 हुन्छ, प्राप्त गर्न बीम स्पेसिङ (d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm) परिवर्तन गर्नुहोस्। चित्रले देखाएको रूपमा वेल्ड सतह आकारविज्ञान। जब d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, वेल्डको सतह चिल्लो र समतल हुन्छ, र आकार सुन्दर हुन्छ; वेल्डको माछा स्केल ढाँचा नियमित र सुन्दर छ, र त्यहाँ कुनै दृश्यात्मक छिद्रहरू, दरारहरू र अन्य दोषहरू छैनन्। त्यसकारण, चार बीम स्पेसिङ अवस्थाहरूमा, वेल्ड सतह राम्रोसँग बनाइएको छ। थप रूपमा, जब d=2 mm, दुई फरक वेल्डहरू बनाइन्छ, जसले दुई समानान्तर लेजर बीमहरू अब पग्लिएको पोखरीमा कार्य गर्दैनन्, र प्रभावकारी डुअल-बीम लेजर हाइब्रिड वेल्डिङ बनाउन सक्दैनन्। जब बीम स्पेसिङ 0.5mm हुन्छ, वेल्ड "फनेल-आकार" हुन्छ, एल्युमिनियम मिश्र छेउमा वेल्डको प्रवेश गहिराई P2 712.9 माइक्रोन हुन्छ, र वेल्ड भित्र कुनै दरार, छिद्र र अन्य दोषहरू छैनन्। बीम स्पेसिङ बढ्दै जाँदा, एल्युमिनियम मिश्र छेउमा वेल्डको प्रवेश गहिराई P2 उल्लेखनीय रूपमा घट्छ। जब बीम स्पेसिंग 1 मिमी हुन्छ, एल्युमिनियम मिश्र छेउमा वेल्डको प्रवेश गहिराई मात्र 94.2 माइक्रोन हुन्छ। बीम स्पेसिङ थप बढ्दै जाँदा, वेल्डले एल्युमिनियम मिश्र छेउमा प्रभावकारी प्रवेश बनाउँदैन। त्यसकारण, जब बीम स्पेसिङ ०.५ मिमी हुन्छ, डबल-बीम पुन: संयोजन प्रभाव उत्तम हुन्छ। बीम स्पेसिङ बढ्दै जाँदा, वेल्डिङ ताप इनपुट तीव्र रूपमा घट्छ, र दुई-बीम लेजर पुन: संयोजन प्रभाव बिस्तारै खराब हुन्छ।
वेल्ड मोर्फोलोजीमा भिन्नता वेल्डिंग प्रक्रियाको क्रममा पग्लिएको पोखरीको विभिन्न प्रवाह र शीतलन ठोसीकरणको कारणले हुन्छ। संख्यात्मक सिमुलेशन विधिले पिघलिएको पोखरीको तनाव विश्लेषणलाई थप सहज बनाउन मात्र होइन, प्रयोगात्मक लागतलाई पनि कम गर्न सक्छ। तलको चित्रले एकल बीम, फरक व्यवस्था र स्पेस स्पेसिङको साथ साइड मेल्ट पूलमा परिवर्तनहरू देखाउँछ। मुख्य निष्कर्षहरू समावेश छन्: (1) एकल-बीमको समयमालेजर वेल्डिंगप्रक्रिया, पग्लिएको पोखरी प्वालको गहिराई सबैभन्दा गहिरो छ, त्यहाँ प्वाल पतन को घटना छ, प्वाल पर्खाल अनियमित छ, र प्वाल पर्खाल नजिक प्रवाह क्षेत्र वितरण असमान छ; पग्लिएको पोखरीको पछाडिको सतह नजिक रिफ्लो बलियो छ, र पग्लिएको पोखरीको फेदमा माथिको रिफ्लो छ; सतह पग्लिएको पोखरीको प्रवाह क्षेत्र वितरण अपेक्षाकृत समान र ढिलो छ, र पग्लिएको पोखरीको चौडाइ गहिराइ दिशामा असमान छ। डबल-बीमका साना प्वालहरू बीचको पग्लिएको पोखरीमा पर्खालको रिकोइल दबाबको कारणले गर्दा गडबडी हुन्छ।लेजर वेल्डिंग, र यो सँधै साना प्वालहरूको गहिराई दिशामा अवस्थित हुन्छ। दुई बीमहरू बीचको दूरी बढ्दै जाँदा, बीमको ऊर्जा घनत्व बिस्तारै एकल चुचुराबाट डबल शिखर अवस्थामा ट्रान्जिसन हुन्छ। दुई चुचुराहरू बीचको न्यूनतम मान छ, र ऊर्जा घनत्व बिस्तारै घट्दै जान्छ। (२) डबल-बीमको लागिलेजर वेल्डिंग, जब स्पट स्पेसिङ 0-0.5mm हुन्छ, पग्लिएको पोखरी साना प्वालहरूको गहिराई थोरै घट्छ, र समग्र पग्लिएको पोखरी प्रवाह व्यवहार एकल-बीम जस्तै हुन्छ।लेजर वेल्डिंग; जब स्पट स्पेसिङ 1mm भन्दा माथि हुन्छ, साना प्वालहरू पूर्ण रूपमा अलग हुन्छन्, र वेल्डिङ प्रक्रियाको क्रममा त्यहाँ दुई लेजरहरू बीच लगभग कुनै अन्तरक्रिया हुँदैन, जुन 1750W को पावर भएको दुई लगातार/दुई समानान्तर एकल-बीम लेजर वेल्डिङको बराबर हुन्छ। त्यहाँ लगभग कुनै पूर्व तताउने प्रभाव छैन, र पग्लिएको पूल प्रवाह व्यवहार एकल-बीम लेजर वेल्डिंग जस्तै छ। (3) जब स्पट स्पेसिंग 0.5-1mm हुन्छ, साना प्वालहरूको पर्खाल सतह दुई व्यवस्थामा चापलूसी हुन्छ, साना प्वालहरूको गहिराई बिस्तारै घट्दै जान्छ, र तल बिस्तारै अलग हुन्छ। साना प्वालहरू र सतह पग्लिएको पोखरीको प्रवाह बीचको गडबडी 0.8mm मा छ। सबैभन्दा बलियो। सिरियल वेल्डिङका लागि, पग्लिएको पोखरीको लम्बाइ बिस्तारै बढ्छ, स्पट स्पेसिङ ०.८ मिमी हुँदा चौडाइ सबैभन्दा ठूलो हुन्छ, र स्पट स्पेसिङ ०.८ मिमी हुँदा प्रिहिटिंग प्रभाव सबैभन्दा स्पष्ट हुन्छ। माराङ्गोनी बलको प्रभाव बिस्तारै कमजोर हुँदै जान्छ, र अधिक धातु तरल पग्लिएको पोखरीको दुबै छेउमा बग्छ। पिघल चौडाइ वितरण अधिक समान बनाउनुहोस्। समानान्तर वेल्डिंगको लागि, पग्लिएको पोखरीको चौडाइ बिस्तारै बढ्छ, र लम्बाइ अधिकतम 0.8mm छ, तर त्यहाँ कुनै पूर्व तताउने प्रभाव छैन; माराङ्गोनी बलको कारणले सतह नजिकको रिफ्लो सधैं अवस्थित हुन्छ, र सानो प्वालको फेदमा तलको रिफ्लो बिस्तारै गायब हुन्छ; क्रस-सेक्शनल फ्लो फिल्ड त्यति राम्रो छैन जति यो शृङ्खलामा बलियो छ, गडबडीले पग्लिएको पोखरीको दुबै छेउमा प्रवाहलाई असर गर्दैन, र पग्लिएको चौडाइ असमान रूपमा वितरित हुन्छ।
पोस्ट समय: अक्टोबर-12-2023
