Suvirinimas lazeriu: tikslus šiuolaikinės pramonės įrankis
Suvirinimas lazeriu, kaip vienas iš svarbių lazerinių medžiagų apdorojimo technologijų pritaikymo būdų, užima vis svarbesnę vietą pramoninėje gamyboje dėl savo reikšmingų pranašumų – didelio efektyvumo, tikslumo ir lankstumo. Šis straipsnis padės jums išsamiai suprasti pagrindinius lazerinio suvirinimo principus, proceso charakteristikas, taikymo sritis ir ateities plėtros tendencijas.
1.Pagrindinis suvirinimo lazeriu principas
Lazerinis suvirinimas yra fokusuotas lazerio spindulys kaip šilumos šaltinis, per lazerio spinduliuotę kaitinantis ruošinio paviršių, kad paviršius įkaistų per šilumos laidumą į vidinę difuziją, kad būtų galima realizuoti medžiagų prijungimo technologiją. Pagal skirtingą lazerio galios tankį lazerinis suvirinimas gali būti suskirstytas į šilumos laidumo suvirinimą ir lazerinį giluminį suvirinimą, du pagrindinius režimus.
Šilumos laidumo suvirinimas
Kai lazerio galios tankis yra mažas (mažiau nei 104–105 W/cm²), lazerio spindulys įkaitina ruošinio paviršių, o šiluma per šilumos laidumą pasklinda į ruošinio vidų, sudarydama išlydytą baseiną ir suvirindama. . Šis režimas pasižymi nedideliu lydymosi gyliu ir santykinai lėtu suvirinimo greičiu.
Lazerinis giluminis suvirinimas
Kai lazerio galios tankis yra didelis (daugiau nei 105–107 W/cm²), lazerio spindulys priverčia metalinį paviršių ištirpti arba net greitai išgaruoti, sudarydamas mažą skylės (rakto skylės) struktūrą. Lazerio spindulys šviečia tiesiai į skylės apačią, todėl skylė tęsiasi tol, kol pasiekiama dinaminė pusiausvyra. Metalas aplink skylę grįžta atgal veikiant garų slėgiui ir sukietėja, sudarydamas suvirinimo siūlę. Šis režimas pasižymi dideliu lydymosi gyliu, dideliu suvirinimo greičiu ir dideliu gylio ir pločio santykiu.
2.Lazerinio suvirinimo proceso charakteristikos
01 Didelis tikslumas ir lankstumas
Lazerio spindulį lengva sufokusuoti, išlyginti ir valdyti optiniais instrumentais, jis gali suvokti sudėtingą formą ir sunkiai pasiekiamas suvirinimo dalis. Tuo pačiu metu suvirinimas lazeriu nėra veikiamas elektromagnetinių laukų, gali tiksliai išlyginti suvirinimą.
02 Maža karščio paveikta zona
Lazerinis suvirinimas turi mažą šilumos įvedimą, nedidelę suvirinimo deformaciją, siaurą suvirinimo siūlę ir mažą šilumos paveiktą zoną, kuri padeda išlaikyti pirmines ruošinio savybes.
03 Suvirinimas dideliu greičiu
Lazerinio suvirinimo greitis gali labai pagerinti gamybos efektyvumą, ypač didelio masto automatizuotoms gamybos linijoms.
04 Geras medžiagų pritaikymas
Suvirinant lazeriu galima suvirinti įvairias metalines ir nemetalines medžiagas, įskaitant labai atspindinčias ir didelio šilumos laidumo medžiagas, tokias kaip aliuminis, varis ir jo lydiniai.
05 Aplinkos apsauga ir energijos taupymas
Lazerinio suvirinimo procese susidaro mažiau atliekų, o energijos konversijos efektyvumas yra aukštas, atitinkantis šiuolaikinės pramonės aplinkosaugos ir energijos taupymo reikalavimus.
3.Lazerinio suvirinimo taikymo sritys
Automobilių pramonė: suvirinimas lazeriu naudojamas dideliais kiekiais kėbulo štampavimo dalių surinkimui ir prijungimui, pavyzdžiui, stogo lazeriniam suvirinimui, bagažinės dangčio lazeriniam litavimui ir rėmo lazeriniam suvirinimui ir kt., o tai pagerina kėbulo tvirtumą ir surinkimo tikslumą.
Elektronikos pramonė: suvirinimas lazeriu turi unikalių pranašumų pakuojant elektroninius komponentus, suvirinant grandines ir kt., Suvirinant didelį tikslumą ir mažą žalą.
Orlaiviai: lazerinio suvirinimo technologija naudojama sudėtingiems titano lydinio komponentams gaminti, tenkinant didelio tikslumo ir didelio stiprumo suvirinimo poreikį aviacijos ir kosmoso srityje.
Biomedicina: medicinos prietaisų ir biologinių medžiagų gamyboje suvirinimo lazeriu technologija buvo plačiai naudojama dėl neteršiančios, mažos šilumos poveikio zonos ir kitų savybių.
4. Ateities plėtros tendencijos
Nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, lazerinio suvirinimo technologija parodys šias tendencijas:
1. aukštesnis intelekto lygis: įdiegus pažangias jutiklių technologijas ir duomenų analizės algoritmus, lazerinis suvirinimo aparatas automatiškai atpažins suvirintų dalių formą, sureguliuos suvirinimo parametrus ir automatinį suvirinimo nuokrypio koregavimą, pagerins suvirinimo efektyvumą ir kokybę. .
2. Platesnė taikymo sritis: suvirinimo lazeriu technologija bus išplėsta į daugiau medžiagų sričių, tokių kaip plastikas, keramika, kompozicinės medžiagos ir kt., ir daugiau pritaikymų mikroskopinių prietaisų pakavimo, pluoštinio suvirinimo lazeriu ir pan.
3. Didesnis energijos vartojimo efektyvumas ir ekologiškumas: lazerinio suvirinimo aparatai dar labiau pagerins energijos panaudojimą, sumažins energijos suvartojimą ir atliekų susidarymą bei pritaikys aplinkai nekenksmingesnius procesus.
4. Labiau pritaikytos ir lanksčios funkcijos: atsižvelgiant į rinkos paklausą, lazerinio suvirinimo aparatas suteiks daugiau pritaikytų ir lanksčių funkcijų, tokių kaip įvairios suvirinimo formos laisvo perjungimo, susiejimo su kita įranga ir kt., Kad būtų galima protingai koordinuoti automatizuotą gamybą. linijos veikimas.
Trumpai tariant, lazerinio suvirinimo technologija tampa nepakeičiama ir svarbia šiuolaikinės pramonės priemone dėl savo unikalių pranašumų ir plačių pritaikymo galimybių. Nuolat tobulėjant ir tobulėjant technologijoms, suvirinimas lazeriu vaidins svarbų vaidmenį daugiau sričių, teikdamas tvirtą paramą įvairių pramonės šakų gamybai ir plėtrai.