Actualment, amb l'augment de la complexitat de la canonada de l'automòbil, cada cop més punts de soldadura, inevitablement comporta molts problemes de soldadura amb flama, per descomptat, cada mètode de soldadura ha de tenir els seus propis avantatges i desavantatges. Aquest article analitza la viabilitat de la canonada d'aire condicionat de soldadura làser.
A com resoldre el problema de la soldadura làser d'aliatge d'alumini
Avui en dia, la soldadura làser s'utilitza àmpliament a la indústria del mecanitzat. A més, la tecnologia làser també té les característiques d'entrada de calor de soldadura petita, influència de la zona de calor de soldadura petita, no fàcil de deformar, etc. Per tant, ha rebut una atenció especial en el camp de la soldadura d'aliatge d'alumini.
D'altra banda, a causa de les característiques de processament de l'aliatge d'alumini, hi ha algunes dificultats de soldadura en la soldadura làser d'aliatge d'alumini. Com resoldre aquests problemes?
Problema 1: l'aliatge d'alumini té una baixa taxa d'absorció del làser.
Aquest problema es deu principalment al material d'aliatge d'alumini. A causa de l'alta reflectivitat inicial i l'alta conductivitat tèrmica de l'aliatge d'alumini al feix làser, l'aliatge d'alumini té una baixa absorció del feix làser abans de fondre's. Els aliatges d'alumini tenen un fort efecte de reflexió sobre la llum làser a causa de l'alta densitat d'electrons lliures dins de l'aliatge d'alumini en estat sòlid, que tendeix a interactuar amb els fotons del feix i reflectir l'energia. Els estudis han demostrat que la reflectivitat dels aliatges d'alumini arriba al 90% per als làsers de CO2 gasós i prop del 80% per als làsers sòlids. Al mateix temps, els aliatges d'alumini tenen una forta conductivitat tèrmica, el que resulta en una baixa absorció de la llum làser per part dels aliatges d'alumini. Per tant, s'han de prendre mesures adequades per millorar l'absorció de la llum làser pels aliatges d'alumini.
Per a aquest problema, la solució inclou principalment els aspectes següents:.
1. Pretractament superficial de materials d'aliatge d'alumini. L'aliatge d'alumini té una alta resposta làser. El pretractament adequat de la superfície d'aliatge d'alumini, com ara l'oxidació anòdica, el polit electrolític, el sorra, el sorra, etc. pot millorar significativament l'absorció d'energia radiant a la superfície. Els estudis han demostrat que la tendència a la cristal·lització de l'aliatge d'alumini després de l'eliminació de la pel·lícula d'òxid és superior a la de l'aliatge d'alumini original. Per no destruir l'acabat superficial de l'aliatge d'alumini, simplifiqueu el procés de soldadura làser, podeu utilitzar el procés de soldadura per augmentar la temperatura superficial de la peça de treball per millorar l'absorció del làser del material.
2. Redueix la mida del punt i augmenta la densitat de potència del làser. Augmentant la densitat de potència del làser per millorar l'absorció de l'aliatge d'alumini al làser. L'augment de la densitat de potència del làser farà que la piscina fosa de soldadura produeixi un petit efecte de forat, que pot millorar molt el material a la taxa d'absorció del làser.
3. Canvieu l'estructura de soldadura, de manera que el feix làser es reflecteixi moltes vegades a la bretxa per facilitar la soldadura làser d'aliatge d'alumini. La forma de l'articulació afectarà l'absorció del làser. El bisell en V i el bisell quadrat són més propicis per a la formació de forats que les juntes sense bisell, de manera que augmenta la densitat de potència del làser i augmenta l'absorció del làser de l'aliatge d'alumini.
Problema 2: fàcil de produir porositat i esquerdes tèrmiques, el procés de soldadura per làser d'aliatge d'alumini és propens a la porositat i esquerdes tèrmiques.
La porositat és el tipus de defecte més freqüent i més important en la soldadura làser d'aliatge d'alumini. Els tipus de porositat es poden dividir en 2 categories.
Una classe es deu a la soldadura per làser d'aliatge d'alumini en el procés de refredament de la solubilitat de l'hidrogen baixa bruscament, el contingut d'hidrogen d'aliatge d'alumini en estat fos fins a {{0}},69 ml/100 g, la solidificació de refrigeració del contingut d'hidrogen d'aliatge d'alumini de 0,036 mL/100g, precipitació d'hidrogen sobresaturada i formació de porus d'hidrogen. A més, hi ha una capa de pel·lícula d'òxid a la superfície de l'aliatge d'alumini i l'aigua cristal·lina a la superfície de l'aliatge d'alumini, l'aire i la humitat del gas protector es descomponen directament en hidrogen durant la soldadura. Aquests porus d'hidrogen en el procés de refredament ràpid de la soldadura làser d'aliatge d'alumini per escapar i romandre a la soldadura per formar porus d'hidrogen.
Una altra categoria es deu al procés de soldadura làser produït per la inestabilitat i el col·lapse del forat de la clau, el metall líquid és massa tard per omplir els forats formats. Una porositat excessiva reduirà la densitat de la soldadura, reduirà la capacitat de càrrega de la junta i farà que la resistència i la plasticitat de la junta tinguin diferents graus de reducció.
Reduir la soldadura làser d'aliatge d'alumini en els defectes de porositat en una sèrie de mesures, com ara canviar la pista de marxa del raig làser, utilitzar l'oscil·lació del feix a la piscina fosa per agitar, augmentar la possibilitat que la porositat escapi de la superfície, l'ús de El filferro de farciment o la pols d'aliatge de farciment, així com l'ús de la tecnologia de doble punt i la soldadura làser composta i altres mesures es poden aconseguir per reduir l'efecte de la porositat, però és difícil eliminar-lo de l'arrel. La conductivitat tèrmica de l'alumini és relativament bona, segons el material de l'aliatge d'alumini, el gruix i l'estat de la superfície en el procés de soldadura per ajustar la forma d'ona de potència làser. Com es mostra a la figura abans de la punta de la forma d'ona per a la soldadura, també es pot utilitzar abans del preescalfament després de la forma d'ona d'aïllament per a la soldadura, per reduir el punt de bufat i la porositat tenen un cert paper. Pot reduir el col·lapse inestable dels porus, canviar l'angle d'irradiació del feix làser i aplicar un camp magnètic a la soldadura, però també pot controlar eficaçment els porus produïts durant el procés de soldadura.
El motiu del craqueig tèrmic en la soldadura làser d'aliatge d'alumini està relacionat principalment amb les seves pròpies característiques i procés de soldadura. La contracció de solidificació de l'aliatge d'alumini (fins a un 5%), l'estrès i la deformació de soldadura i el metall de soldadura en la cristal·lització al llarg dels límits del gra produiran una organització eutèctica de baix punt de fusió, de manera que els límits del gra de la força d'enllaç es debiliten en la tensió de tracció. sota l'acció de la formació d'esquerdes calentes.
L'adopció del mètode d'ompliment de filferro o d'aliatge en pols pot reduir la tendència a l'esquerdament en calent, i el control de la velocitat d'escalfament i refrigeració mitjançant l'ajust dels paràmetres del procés de soldadura també pot reduir la tendència d'esquerdes en calent. Quan s'utilitza un làser YAG, l'entrada de calor es pot controlar ajustant la forma d'ona del pols per minimitzar el trencament del cristall.
Problema 3: Disminució de les propietats mecàniques dels enllaços soldats - suavització
La pèrdua de combustió d'elements d'aliatge durant el procés de soldadura redueix les propietats mecàniques dels enllaços soldats d'aliatge d'alumini.
El "suavització" és el fenomen de reducció de la resistència i la duresa de les juntes soldades. Quan s'utilitzen juntes d'aliatge d'alumini de soldadura per làser, el teixit de soldadura i la zona afectada per la calor de les juntes soldades tenen el mateix problema de suavització. Un gran nombre d'estudis han demostrat que el fenomen de suavització de la soldadura d'aliatge d'alumini és difícil d'eliminar fonamentalment, però en comparació amb la soldadura amb protecció de gas, la soldadura làser a causa de la reducció de l'entrada de calor, de manera que la zona de suavització de la soldadura és més estreta. La soldadura làser d'aliatge d'alumini i la soldadura amb gas d'elèctrode de fusió en comparació amb les juntes de soldadura per làser, el grau de "suavització" és menor i la resistència a la tracció amb l'augment de la velocitat de soldadura i l'augment. El plasma en el procés de soldadura de l'impacte de l'energia d'ionització de l'element d'alumini és baix, la soldadura làser és més probable que formi un plasma metàl·lic, el plasma causat per la refracció del làser, la deflexió, canviant així el punt focal de la posició del feix làser, de manera que que es redueix la relació de profunditat de soldadura, afectant la qualitat de les unions soldades. Adopteu el mètode de pols preposicionat a la superfície de la peça per atenuar l'expansió del plasma en la direcció de l'alçada del salt, de manera que el plasma a la superfície de la peça pugui mantenir l'estabilitat relativa de l'amplitud del salt.
Els porus inestables en el procés de soldadura d'aliatge d'alumini condueixen a una disminució de les propietats mecàniques de la junta soldada. L'aliatge d'alumini inclou principalment Zn, Mg i Al. En el procés de soldadura, el punt d'ebullició de l'alumini és més alt que els altres dos elements. Per tant, es poden afegir alguns elements d'aliatge amb punts d'ebullició baixos quan es solden elements d'aliatge d'alumini, cosa que afavoreix la formació de petits forats i la fermesa de la soldadura.
Tecnologia de soldadura làser de dos aliatges d'alumini
1 soldadura per làser d'aliatge d'alumini autofusió
La soldadura per làser d'auto-fusió es refereix al feix làser d'alta densitat d'energia com a font de calor, impacte a la superfície del material base, de manera que el propi material base es fongui, la formació d'unions soldades mètode de soldadura. Per a la soldadura làser d'aliatge d'alumini, la superfície d'aliatge d'alumini de la reflectivitat làser és alta, la soldadura requereix una potència làser més gran; El diàmetre del punt làser és petit, els requisits de precisió de l'eina de soldadura són alts, el valor de tolerància de la bretxa de les peces és baix, normalment requereix el valor de la bretxa de les peces de 0.2 mm el següent; el procés de soldadura de la velocitat d'escalfament i refrigeració, la soldadura dels defectes de porositat, la concentració de la densitat d'energia làser, l'efecte forat és fàcil de conduir a la soldadura còncava i el fenomen de les vores mossegants, per tant, per al procés de soldadura, el làser El feix és una font de calor de raig làser d'alta densitat d'energia. El fenomen de la vora mossegada, per tant, els paràmetres del procés de soldadura tenen requisits elevats. La soldadura per làser d'autofusió en la soldadura d'aliatge d'alumini reflecteix els avantatges d'una bona qualitat de soldadura, una ràpida velocitat de soldadura i una fàcil automatització, i s'utilitza àmpliament a la indústria de l'automòbil. A la indústria del vehicle elèctric, el segellat de la carcassa de la bateria s'utilitza principalment en la soldadura per làser d'aliatge d'alumini. Una nova empresa de vehicles d'energia en el cos d'alumini, el conjunt de la porta i el costat dels components estructurals de la soldadura també s'utilitza en la soldadura per fusió làser d'aliatge d'alumini.
2 Soldadura de filferro de farciment làser d'aliatge d'alumini
La soldadura de filferro de farciment làser al làser segueix sent la principal font de calor per fondre el metall soldat, però l'ús d'un dispositiu d'alimentació automàtica de filferro a la piscina fosa s'alimenta contínuament al metall de farciment per aconseguir el procés de connexió metal·lúrgica. En comparació amb la soldadura d'autofusió per làser, la soldadura de filferro de farciment làser relaxa els requisits de precisió de la bretxa del procés de soldadura, omplint el cable de diferents composicions, per millorar les propietats metal·lúrgiques de la soldadura, per evitar la generació d'esquerdes tèrmiques de soldadura i porositat. , i millorar l'estabilitat del procés de soldadura i les propietats mecàniques de les juntes.
La soldadura de filferro de farciment làser d'aliatge d'alumini té les característiques d'una bona qualitat d'aspecte, la precisió de la bretxa del procés és més fluixa que la soldadura per làser autofós, etc. Normalment s'aplica a la superfície d'aspecte del cos, com ara entre la coberta superior i el tancament lateral. , i entre els panells superior i inferior de la placa exterior de la coberta del maleter. També hi ha alguns models per tal d'aconseguir una major qualitat de soldadura i l'ús de soldadura de filferro de farciment làser per soldar portes d'aliatge d'alumini.
3 soldadura làser d'aliatge d'alumini - arc compost
Làser: la soldadura composta per arc és el làser i l'arc 2 tipus de propietats físiques, el mecanisme de transferència d'energia és molt diferent del compost de la font de calor junts, i junts en el paper de la peça soldada, no només donen un joc total als 2 tipus de calor. font dels seus respectius avantatges, però també compensen les mancances dels altres. En la soldadura làser - arc compost d'aliatge d'alumini, l'arc pot guiar la font de calor làser, millorar l'aliatge d'alumini en la capacitat d'absorció del làser i la utilització de l'energia del procés de soldadura i la conformació de la superfície de soldadura que la soldadura per autofusió làser. A més, la introducció de l'arc pot reduir considerablement la precisió de muntatge de la peça soldada, mentre que l'arc té un efecte de dilució sobre el plasma de soldadura làser, que pot reduir l'efecte de blindatge del plasma al làser. El làser té un paper important en l'estabilització de l'arc, de manera que l'arc es pot estabilitzar en la soldadura d'alta velocitat a la junta, la qual cosa pot millorar la qualitat de la soldadura de la junta i augmentar la velocitat de soldadura.
Conclusió
La densitat d'energia del feix de soldadura làser d'aliatge d'alumini de fins a 109 W/cm2, al mateix temps té els avantatges de la calefacció concentrada, danys tèrmics, relació de profunditat i amplada de soldadura, deformació de soldadura, etc., el procés de soldadura és fàcil d'integrar, automatització, flexibilització , es pot aconseguir una soldadura d'alta velocitat i alta precisió, i el procés de soldadura no requereix un entorn de buit, no produeix raigs X, especialment adequat per a la soldadura d'alta precisió d'estructures complexes. La característica més atractiva de la soldadura làser d'alumini és la seva alta eficiència, i per donar-li un joc total a aquesta alta eficiència, cal aplicar-la al gran gruix de la soldadura de fusió profunda. Per tant, la investigació i l'aplicació del làser d'alta potència per a la soldadura de fusió profunda de gran gruix serà la tendència inevitable del desenvolupament futur. La soldadura de fusió profunda de gran gruix posa de manifest el fenomen del forat i el seu efecte sobre la porositat de la soldadura, de manera que el mecanisme de formació i el control dels forats esdevenen cada cop més populars i es convertiran en un tema candent de preocupació general i investigació a la indústria.
Millorar l'estabilitat del procés de soldadura làser, la formació de la soldadura i la qualitat de la soldadura són els objectius perseguits. Per tant, es milloraran i desenvoluparan noves tecnologies com ara el procés compost d'arc làser, la soldadura làser de filferro de farciment, la soldadura làser en pols no predeterminada, la tecnologia de doble enfocament, la conformació del feix, etc.
