Kaedah kimpalan dwi-balok dicadangkan, yang terutama digunakan untuk meningkatkan kebolehsuaian kimpalan laser untuk ketepatan pemasangan, meningkatkan kestabilan proses kimpalan, dan meningkatkan kualiti kimpalan . Ia sangat sesuai untuk plat tipis kimpalan, aluminium aloi dan bahan-bahan lain {2}
Kaedah kimpalan dwi-balok dicadangkan terutamanya untuk meningkatkan kebolehsuaian kimpalan laser untuk ketepatan pemasangan, meningkatkan kestabilan proses kimpalan, dan meningkatkan kualiti kimpalan . Ia sangat sesuai untuk plase nipis dan aloi yang sama Dua rasuk laser bebas untuk kimpalan, tetapi juga menggunakan dua jenis laser yang berlainan untuk kimpalan gabungan . CO2 laser, nd: yag laser, laser semikonduktor kuasa tinggi, dan lain-lain. Rasuk laser, medan suhu kimpalan boleh dengan mudah dan fleksibel diselaraskan, dengan itu mengubah kewujudan lubang dan aliran logam cecair di kolam cair, memberikan pelbagai pilihan untuk teknologi kimpalan, yang tidak dapat ditandingi oleh laser, Kesesuaian bahan dan sendi yang sukar dikimpal dengan kimpalan laser konvensional .
1. Prinsip kimpalan laser dwi-balok
Kimpalan dwi-balok merujuk kepada penggunaan dua rasuk laser secara serentak semasa proses kimpalan . susunan rasuk, jarak rasuk, sudut yang dibentuk oleh dua rasuk, kedudukan fokus, dan nisbah tenaga kedua-dua rasuk adalah semua paramet yang relevan dalam laser dual, rasuk dwi . Seperti yang ditunjukkan dalam angka itu, satu adalah untuk mengaturnya dalam siri di sepanjang arah kimpalan . susunan ini dapat mengurangkan kadar penyejukan kolam cair, mengurangkan kecenderungan pengerasan kimpalan dan penjanaan yang lain untuk mengatasi kelebihannya untuk mengatasi kelebihannya untuk mengatasi kelebihannya untuk mengatasi kelebihannya untuk mengatasi kelebihannya untuk mengatasi kelebihannya untuk mengatasi kelebihannya untuk mengatasi kelebihannya untuk mengatasi kelebihannya untuk mengatasi kelebihannya untuk mengatasi bahagian -sama dengan jurang .
Untuk sistem kimpalan laser dwi-balok yang diatur dalam siri, terdapat tiga mekanisme kimpalan yang berbeza mengikut jarak antara kedua-dua rasuk .
1)Dalam mekanisme kimpalan pertama, jarak antara kedua -dua rasuk adalah besar, satu rasuk mempunyai ketumpatan tenaga yang lebih tinggi dan memberi tumpuan kepada permukaan bahan kerja, menghasilkan lubang kecil semasa kimpalan; Rasuk yang lain mempunyai ketumpatan tenaga yang lebih rendah dan hanya digunakan sebagai sumber haba untuk pra-kimpalan atau rawatan haba pasca kimpalan . mekanisme kimpalan ini membolehkan kadar penyejukan kolam kimpalan dikawal dalam julat tertentu, yang bermanfaat untuk kimpalan bahan-bahan sensitif seperti
2)Dalam mekanisme kimpalan kedua, jarak antara kedua -dua laser foci adalah agak kecil . kedua -dua rasuk laser menghasilkan dua lubang kecil bebas di kolam cair tunggal, dengan itu mengubah corak aliran logam cair .
3) Dalam mekanisme kimpalan ketiga, jarak antara kedua-dua rasuk laser adalah sangat kecil, dan kedua-dua rasuk laser menghasilkan lubang kunci yang sama di kolam kimpalan . berbanding dengan kimpalan laser tunggal, lubang kunci ini lebih besar, menjadikannya lebih saiz dan mendapatkan kimpalan berterusan, seragam dan cantik .
Semasa proses kimpalan, kedua-dua rasuk laser juga boleh ditetapkan pada sudut tertentu, dan mekanisme kimpalannya adalah serupa dengan mekanisme kimpalan dua ~ 2mm, {1} Lebih besar dan lebih stabil, yang secara berkesan dapat meningkatkan kualiti kimpalan . Dalam aplikasi praktikal, kombinasi yang berbeza dari dua rasuk laser dapat diselaraskan mengikut keadaan kimpalan yang berbeza untuk mencapai proses kimpalan yang berlainan .
2. Kaedah pelaksanaan kimpalan laser dwi-balok
Output dwi-balok boleh dicapai dengan menggabungkan dua rasuk laser yang berbeza atau menggunakan sistem pemisahan rasuk optik untuk memecah rasuk laser ke dalam dua rasuk untuk kimpalan . untuk memecah rasuk laser ke dalam dua rasuk kuasa yang berlainan, laser selari, splitter rasuk atau beberapa sistem optik boleh digunakan { Splitter rasuk .
Di samping itu, reflektor boleh digunakan sebagai pembahagi rasuk, dan reflektor terakhir dalam laluan optik digunakan sebagai splitter rasuk . reflektor ini juga dipanggil reflektor rabung . garis rabung, seperti yang ditunjukkan dalam angka . rasuk selari diproyeksikan ke splitter rasuk, yang dicerminkan oleh dua pesawat pada sudut yang berbeza ke dalam dua rasuk, disinari ke kedudukan yang berbeza pada lensa fokus, dan fokus untuk mendapatkan dua rasuk dengan Dengan panjang fokus dan pengaturan yang berbeza dapat diperoleh .
Apabila dua jenis rasuk laser yang berbeza digunakan untuk membentuk rasuk dwi, terdapat banyak kombinasi . laser CO2 yang berkualiti tinggi dengan pengagihan tenaga Gaussian boleh digunakan untuk kerja kimpalan utama, ditambah dengan laser semikonduktor diselaraskan secara bebas di sisi lain . Untuk bentuk sendi yang berlainan, medan suhu laras boleh diperolehi dengan menyesuaikan kedudukan bertindih laser dan laser semikonduktor, yang sangat sesuai untuk kawalan proses kimpalan . Laser untuk kimpalan, dan rasuk yang terfokus boleh digabungkan dengan rasuk yang ditumpukan untuk kimpalan .
3. Prinsip kimpalan laser dwi-balok
3.1 Kimpalan laser dwi-balok lembaran tergalvani
Lembaran keluli tergalvani adalah bahan yang paling biasa digunakan dalam industri automotif . Titik lebur keluli adalah sekitar 1500 darjah, sementara titik mendidih zink hanya 906 darjah . Oleh itu, apabila kaedah kimpalan diterima pakai, Kimpalan . Untuk sendi pusingan, volatilisasi lapisan galvanized berlaku bukan sahaja pada permukaan atas dan bawah, tetapi juga pada antara muka sendi . semasa proses kimpalan, wap zink dengan cepat keluar dari permukaan cair di beberapa kawasan di dalam kawasan di atas, Kualiti .
Kimpalan laser dwi-balok dapat menyelesaikan masalah kualiti kimpalan yang disebabkan oleh wap zink . satu kaedah adalah untuk mengawal masa kediaman dan kadar penyejukan kolam cair dengan memadankan tenaga dua rasuk laser, yang kondusif untuk melarikan diri wap zink; Kaedah lain adalah untuk membolehkan wap zink untuk melarikan diri melalui pra-penggerudian atau grooving . seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah, laser CO2 digunakan untuk kimpalan, dan laser yag di bahagian depan laser CO2 digunakan untuk penggerudian atau alur-alur. mencegahnya daripada dikekalkan di kolam cair dan membentuk kecacatan .
3.2 Kimpalan laser dwi-balok aloi aluminium
Oleh kerana sifat unik bahan aloi aluminium, kimpalan laser mempunyai kesukaran berikut: aloi aluminium mempunyai kadar penyerapan yang rendah untuk laser, dan pemantulan awal permukaan rasuk laser CO2 melebihi 90%; Kimpalan laser aloi aluminium terdedah kepada liang dan retak semasa kimpalan; dan terdapat kehilangan unsur-unsur aloi semasa kimpalan . Apabila kimpalan laser tunggal-balok digunakan, lubang kunci adalah sukar untuk membentuk dan sukar untuk mengekalkan kestabilan . apabila kimpalan laser dual-beam digunakan, dikurangkan untuk mengurangkan penjanaan liang-liang dan keretakan kimpalan . kerana proses kimpalan lebih stabil dan jumlah spatter dikurangkan, pembentukan permukaan kimpalan yang diperolehi oleh kimpalan dual-beam aloi aluminium juga jauh lebih baik daripada rasuk tunggal {{9} rasuk laser dan rasuk laser dwi-balok .
Kajian telah menunjukkan bahawa apabila kimpalan 2mm tebal 5000 aloi aluminium siri, apabila jarak di antara kedua -dua rasuk adalah 0 . 6 ~ 1 . 0mm, proses kimpalan agak stabil, dan pembukaan lubang yang lebih besar, yang lebih besar, terlalu kecil, proses kimpalan adalah serupa dengan kimpalan satu rasuk dan tidak mudah untuk menjadi stabil; Sekiranya jarak terlalu besar, ia akan menjejaskan penembusan kimpalan, seperti yang ditunjukkan dalam angka di bawah . sebagai tambahan, nisbah tenaga kedua -dua rasuk juga mempunyai kesan yang signifikan pada kualiti kimpalan . apabila kedua -dua rasuk itu adalah lebih baik daripada rentetan yang lebih tinggi daripada rentetan yang lebih tinggi daripada rentetan yang lebih tinggi daripada yang dipertingkatkan 1: 1, yang membantu meningkatkan kualiti kimpalan dan meningkatkan kawasan lebur. Walaupun pada kelajuan kimpalan yang lebih tinggi, kimpalan yang licin dan cantik dapat diperolehi.
3.3 Kimpalan dwi-rasuk plat ketebalan yang tidak sama rata
Dalam pengeluaran perindustrian, selalunya perlu mengimpal dua atau lebih plat logam ketebalan dan bentuk yang berbeza untuk membentuk plat spliced . terutamanya dalam pembuatan kereta, penerapan plat spliced menjadi lebih luas .
Dengan plat kimpalan spesifikasi yang berlainan, lapisan permukaan atau sifat bersama-sama, kekuatan dapat ditingkatkan, penggunaan tenaga dapat dikurangkan, dan berat dapat dikurangkan . dalam kimpalan plat spliced, kimpalan laser plat ketebalan yang berbeza-beza. Perhimpunan ketepatan tinggi . Untuk plat ketebalan yang tidak sama rata, kimpalan dwi-balok boleh menyesuaikan diri dengan perbezaan dalam jurang plat, sendi punggung, ketebalan relatif dan bahan, dan boleh mengimpal plat dengan kelebihan kelebihan dan jurang, dengan itu meningkatkan kelajuan kimpalan dan kualiti kimpalan .
Parameter proses utama kimpalan dwi-balok plat ketebalan yang tidak sama rata boleh dibahagikan kepada parameter kimpalan dan parameter plat, seperti yang ditunjukkan dalam angka . parameter kimpalan termasuk kuasa dua laser, Parameter plat sisihan . termasuk saiz bahan, prestasi, pemangkasan kelebihan dan jurang plat . kuasa dua rasuk laser boleh diselaraskan secara berasingan mengikut tujuan kimpalan yang berbeza .
Biasanya, apabila fokusnya berada di permukaan plat nipis, proses kimpalan stabil dan cekap . sudut kepala kimpalan biasanya dipilih pada kira -kira 6 darjah . jika ketebalan kedua -dua plat adalah pukat {pukat} Kecil, sudut kepala kimpalan negatif boleh digunakan . sisihan kimpalan ditakrifkan sebagai jarak antara fokus laser dan pinggir plat tebal . dengan menyesuaikan sisihan kimpalan, concavity kimpalan dapat dikurangkan untuk mendapatkan bahagian silang yang baik .
Apabila plat kimpalan dengan jurang yang besar, diameter pemanasan rasuk yang berkesan dapat ditingkatkan dengan berputar sudut rasuk dwi untuk mencapai keupayaan pengisian jurang yang baik . lebar bahagian atas kimpalan ditentukan oleh diameter rasuk yang berkesan, Lebar atas kimpalan . Kedua -dua rasuk laser memainkan peranan yang berbeza dalam proses kimpalan, satu rasuk terutamanya digunakan untuk menembusi sendi, dan rasuk yang lain digunakan untuk mencairkan bahan plat tebal untuk mengisi jurang yang ditunjukkan pada angka di bawah, Hits plat tebal, memanaskan bahan cair, dan rasuk laser berikutnya menghasilkan penembusan . rasuk laser pertama di bahagian depan hanya boleh mencairkan sebahagiannya plat tebal, tetapi ia menyumbang kepada proses kimpalan yang lebih baik, tetapi juga. dengan itu meningkatkan kelajuan kimpalan . dalam kimpalan dwi-balok dengan sudut putaran negatif (rasuk depan bertindak pada kimpalan dan rasuk belakang bertindak pada plat tebal), dua rasuk laser bertindak dengan cara yang bertentangan {{8}
Pada masa ini, laser rasuk depan perlu menembusi plat sejuk, dan kelajuan kimpalan lebih rendah daripada sudut putaran rasuk positif . pada masa yang sama, disebabkan oleh kesan pemanasan laser depan, laser balok akan mencairkan lebih banyak bahan tebal pada masa yang sama {}} Dikurangkan . Sebagai perbandingan, sudut putaran rasuk positif dapat meningkatkan kelajuan kimpalan, manakala sudut putaran rasuk negatif dapat mencapai kesan pengisian jurang yang lebih baik . Rajah di bawah menunjukkan kesan sudut putaran rasuk yang berlainan pada bahagian silang kimpalan {{4}
3.4 Kimpalan laser dwi-balok plat tebal
Dengan peningkatan tahap kuasa laser dan kualiti rasuk, kimpalan laser plat tebal telah menjadi realiti . bagaimanapun, kerana kos tinggi laser kuasa tinggi dan keperluan umum untuk pengisian logam dalam kimpalan plat tebal, ia juga tertakluk kepada pengaliran Rasuk, meningkatkan kapasiti lebur dawai pengisi, menstabilkan lubang kunci laser, meningkatkan kestabilan kimpalan, dan dengan itu meningkatkan kualiti kimpalan .
