2023年10月16日
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直接影響激光焊接的因素有焊接溫度、焊接材料的熔點、激光焊接材料的吸收率和熱效應(yīng)。與焊接過程一樣,可以從材料性能、激光功率、焊接速度、焦點位置、保護氣體和焊接方式等方面進行可視化。
激光焊接材料的吸收率影響焊接性能。一般來說,鋁和銅在焊接激光中有較高的吸收,而碳和不銹鋼的吸收較低。當(dāng)焊接具有高吸收率的材料時,通常需要更多的能量來熔化并產(chǎn)生一致的焊接質(zhì)量。
激光功率是激光焊接所使用的能量,對焊接效果有決定性的影響。激光功率的高低也影響焊接速度。激光功率越高越好。在一定的激光功率下,相應(yīng)的焊縫深度達到一個閾值。當(dāng)超過這個閾值時,熔池變得更加不穩(wěn)定,導(dǎo)致深度降低。因此,選擇合適的激光功率電平就顯得尤為重要。
焊接速度與熔深成反比:速度越高,傳遞到焊縫金屬的能量越低,反之亦然。速度太快將無法為焊接材料提供足夠的能量來形成完美的焊縫,而速度過低則會導(dǎo)致體溫過低,尤其是對熱敏性鋁。
焦點的位置直接影響焊縫的深度和寬度。激光聚焦僅在焊縫材料表面,又稱零聚焦,即激光聚焦在焊縫材料表面或下方。零點聚焦最小,此時能量密度最高;采用交錯焊接,比功率降低但光斑增加,適合焊接面積較大的零件。
保護氣體對焊縫的影響不僅體現(xiàn)在吹制的類型上,還體現(xiàn)在不同的吹制工藝上??諝馍淞鞑粌H可以防止焊接過程中工件表面氧化,還可以防止激光焊接過程中產(chǎn)生等離子體云。保護氣體對表面的外觀和顏色有直接的影響。對兩者都有要求的焊接產(chǎn)品應(yīng)認識到保護氣體的重要性。
待焊件的焊縫間隙直接取決于熔合深度、熔體深度和焊縫形狀。如果焊縫間隙太大,斑點小,則焊縫不可焊,難以焊接;同時,激光照射可能會損壞刀具或零件。如果距離太大,在一定范圍內(nèi),可以通過增加斑點和增加變化來改善,但增強是有限的。
焊接試驗采用安川GP25機器人、PRIMA激光器、OSPRI焊頭(芯徑100um,焦距300mm)和Manshunxing送絲器,在1.5mm厚的Q235碳鋼、SS304不銹鋼和系列3鋁板上進行定制焊縫測試。以1kw功率和30mm /s焊接速度焊接1mm厚板為標(biāo)準(zhǔn),則參考功率可為P = a X,其中a為常數(shù)因子(a≥0),X為板厚。在保持焊接速度、材料和氣體等其他焊接條件不變的情況下,a因子的值隨板厚的增加而減小,a因子也影響焊接方法。
從以上試驗數(shù)據(jù)可以看出,在碳鋼板的倒焊過程中,隨著焊接速度的提高,激光功率也應(yīng)相應(yīng)提高。在振動幅值不變的情況下,必須提高振動速度以保證焊接效果。如果速度太慢,焊接就會不均勻。
一般來說,自鑄碳鋼所需的能量小于自鑄碳鋼所需的能量,自鑄碳鋼所需的能量小于焊接電極所需的能量。碳鋼。向下的能量主要由力和速度控制。對于相同的焊接功率,功率越大,速度越快;功率越低,速度越慢。理想情況下,考慮到焊接的質(zhì)量和效率,焊接速度應(yīng)該是最大的,但如果速度太快,焊接頭會振動,而且你也會受到激光功率和材料性能的限制。這就是為什么他們通常在性能和速度之間尋求平衡。
試驗選用的纖芯直徑為100µm。如果焊接的是高反射和吸熱材料,如鋁和銅,則需要更高的功率密度來熔化鋁。在這個階段,有必要選擇零填充金屬。對于小型焊縫,這可能導(dǎo)致低功率激光產(chǎn)生最大功率密度,熔化金屬并形成熔池,這需要零焦點。
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