Laserhitsaustekniikan käsittelyperiaatteiden ymmärtäminen

Dec 14, 2021 Jätä viesti

Laserhitsaus on edistynyt liitosprosessi, joka hyödyntää tiivistettyä lasersäteilyä materiaalien sulattamiseen ja sulattamiseen poikkeuksellisen tarkasti. Ohjaamalla keskeisiä laserparametreja -, mukaan lukien pulssin leveys, energiateho, huipputeho ja toistotaajuus -, prosessi luo tarkasti määritellyn sulan altaan, joka mahdollistaa korkealaatuiset-hitsaukset monissa teollisissa sovelluksissa.

 

Laser welding process diagram illustrating beam radiation, thermal conduction, and weld pool formation

 

Kuinka laserhitsaus toimii

 

Laserhitsauksen aikana lasersäde lämmittää työkappaleen pinnan ja lämpöenergia johdetaan sitten sisäänpäin materiaalin läpi lämmönsiirron kautta. Tämä kontrolloitu lämmitysprosessi mahdollistaa materiaalin sulamisen ja muodostaa erityisen sulan altaan, joka jähmettyy ja muodostaa vahvan, tarkan hitsausliitoksen.

 

Comparison between heat conduction welding and keyhole deep penetration welding mechanisms

 

Laserhitsaus voidaan suorittaa joko jatkuvalla-aalto- tai pulssilaserisäteellä sovelluksen vaatimuksista riippuen. Taustalla olevan fyysisen mekanismin perusteella laserhitsaus luokitellaan yleensä kahteen päätyyppiin:

 

1. Lämmönjohtohitsaus

Kun laserin tehotiheys on suhteellisen pieni (tyypillisesti alle 10⁵ W/cm²), prosessi toimii lämmönjohtavuustilassa. Tässä tilassa laserenergia imeytyy työkappaleen pintaan ja siirtyy sisäänpäin lämmönjohtavuuden kautta. Tämän seurauksena hitsin tunkeutuminen on matala ja hitsausnopeus suhteellisen hitaampi. Tämän tyyppinen hitsaus on ihanteellinen sovelluksiin, joissa vaaditaan sileitä, esteettisesti miellyttäviä hitsaussaumoja minimaalisella syvyydellä.

 

2. Syväläpäisy (avaimenreikä) -hitsaus

Kun laserin tehotiheys ylittää noin 10⁵ W/cm², voimakas energia saa metallipinnan höyrystymään ja muodostamaan syvän, kapean ontelon, joka tunnetaan nimellä "avaimenreikä". Tämä avaimenreikä mahdollistaa lasersäteen tunkeutumisen syvälle materiaaliin, mikä johtaa hitsiin, jolla on korkea syvyys---leveyssuhde. Syväläpihitsaukselle on tunnusomaista sen nopea hitsausnopeus ja merkittävä tunkeutumissyvyys, mikä tekee siitä sopivan paksuille materiaaleille ja erittäin lujille rakenneliitoksille.

 

Teolliset sovellukset

 

Laserhitsauskoneeton otettu laajalti käyttöön erittäin{0}}tarkkuusvalmistuksen aloilla, mukaan lukien:

 

  • Autoteollisuus– runko-valkoinen-kokoonpanoon, voimansiirron komponentteihin ja akkujen valmistukseen
  • Ilmailu ja ilmailu– kevyille rakenneosille
  • Laivanrakennus– runkopaneeleille ja tarkkuusliitoksille
  • suurnopeusjuna{0}}– vaunujen valmistukseen
  • Kodinkoneet– Saumaton, korkealaatuinen{0}}viimeistely kuluttajatuotteille

 

Merkittävä virstanpylväs autojen laserhitsauksessa oli Volkswagenin kehittämä 42 - metrin saumaton hitsaustekniikka, joka paransi merkittävästi ajoneuvojen korien rakenteellista eheyttä ja vakautta. Tämän edistyksen innoittamana Haier Group - johtava kodinkonevalmistaja - esitteli ensimmäisen pesukoneen, joka on valmistettu saumattomalla laserhitsaustekniikalla ja tuo teollisuustason tarkkuutta jokapäiväisiin kotitaloustuotteisiin.

 

Lasertekniikan kehittyessä sen sovellukset laajenevat yhä monipuolisemmille aloille. Autoteollisuudesta kulutuselektroniikkaan laserhitsaus tarjoaa vertaansa vailla olevaa tarkkuutta, tehokkuutta ja luotettavuutta -, mikä edistää innovaatioita ja parantaa tuotteiden laatua, jotka muokkaavat jokapäiväistä elämäämme.