Wanneer de moderne industrie hogere eisen stelt aan verbindingstechnologie,Laserlasertechnologie ontstond als The Times vereist en werd synoniem met hoge precisie en hoge sterkte verbindingenHet werd in eerste instantie voornamelijk gebruikt voor dunwandige materialen en low-speed lassen.Na decennia van ontwikkeling, is lasersweis van laboratorium naar brede industriële toepassingen verhuisd en toont buitengewone mogelijkheden op gebieden als automobielindustrie, luchtvaart en elektronische apparatuur..In dit artikel worden de technische beginselen van lasersweis diepgaand onderzocht en door middel van vergelijkende gegevens de aanzienlijke voordelen ervan op het gebied van stevigheid worden onthuld.
Technisch beginsel: fundamenteel verschil in energiedichtheid
Het belangrijkste verschil tussen laserlassen en gewoonlassen ligt in het energieoverdrachtmechanisme, dat rechtstreeks de eindsterkte van het gelaste gewricht bepaalt.Bij laserlassen wordt een laserstraal met een hoge energiedichtheid als warmtebron gebruiktDoor nauwkeurige scherpstelling genereert het een vermogen van maximaal 106-108 W/cm2 op een klein gebied met een diameter van slechts 0,2-1,0 mm.Door deze zeer hoge energiedichtheid kunnen metalen materialen binnen milliseconden hun smeltpunt bereikenHet lasersweiswerk kan worden ingedeeld in twee basismodussen op basis van verschillende vermogendichten:
Warmtegeleidingslassen: de vermogendichtheid ligt tussen de 104 en 105 W/cm2, met een geringe penetratiediepte en een trage lassnelheid.
Dieppenetratie lassen: de vermogen dichtheid kan tot 105-107 W/cm2 bereiken.met een breedte-diepteverhouding van maximaal 10De snelheid van het lassen is snel.
In tegenstelling hiertoe is het conventionele booglassen (zoals MIG/MAG) afhankelijk van de warmtegeleiding van de boog, waarbij de warmtebron verspreid is.en de energiedichtheid is slechts een fractie van die van laserlassenDit fundamentele verschil in energiedichtheid leidt rechtstreeks tot aanzienlijke verschillen tussen de twee soorten lasmethoden op het gebied van de vorm van de las, de grootte van de door warmte aangetaste zone en de microstructuur.
2- Sterkte: verschillen in structurele integriteit
Het sterktevoordeel van lasersweis is niet alleen op theoretisch niveau tot uitdrukking gekomen, maar is ook in een groot aantal industriële praktijken bewezen.de treksterkte van met lasergeweld daken kan meer dan 90% van het basismateriaal bereikenDeze stijging is het gevolg van de combinatie van verschillende factoren:
Continu dichte lasnaad: Laserlassen vormt een continue rechte lasnaad, terwijl spotlassen alleen discrete laspunten verbindt.Doorlopende lassen elimineren het probleem van de spanningsconcentratie in het spotsolderingsgebiedIn dynamische belastingproeven vertonen laserslijpen een hogere vermoeidheidsduur en zijn ze bijzonder geschikt voor onderdelen die aan trillingen worden blootgesteld.
De snel afkoelende en verstijvende werking van laserlassen (met een afkoelingssnelheid tot 1000°C/s) verfijnt de korrelgrootte van het lasmetaal aanzienlijk.Materialenwetenschap heeft bevestigd dat fijnkorrelige structuren niet alleen de sterkte vergroten, maar ook de taaiheid en scheurbestandheid verbeterenDe afkoeling is echter relatief traag bij gewoon laswerk en de korrelgroei is duidelijk, vooral in de warmte-afgeperste zone waar breekbare fasen vaak voorkomen.
Metallurgische zuiverheid: Lasersweis wordt uitgevoerd onder bescherming tegen inerte gassen, waardoor de lucht effectief wordt geïsoleerd en oxidatie-inclusie wordt verminderd.het "sleutelgat-effect" bij diepgebroken las leidt tot het ontsnappen van gassen en verontreinigingenDe experimentele gegevens tonen aan dat de porositeit van laserlassen slechts ongeveer een derde is van die van gewoon lassen.
3- Laskwaliteit: een belangrijk voordeel van nauwkeurige controle
Door het laseren is een revolutionaire doorbraak geboekt in de laskwaliteit, die rechtstreeks de betrouwbaarheid en duurzaamheid van de verbindingsonderdelen bepaalt.De kwaliteitsvoordelen van het product worden weerspiegeld in vijf belangrijke aspecten::
Geometrische nauwkeurigheid: de laserstraal wordt nauwkeurig geleid en gefocust door het optische systeem.de noodzaak van een latere slijpbehandeling te eliminerenDe lasbreedte van gewoon booglassen is meestal meer dan 6 mm, met een oneven oppervlak dat extra afwerking vereist.Dit precieze voordeel maakt lasersweis een ideale keuze voor de precisiefabricage van micro-elektronische componenten, medische hulpmiddelen, enz.
De thermische vervorming wordt beheerd: de warmte-invoer van laserlassen is slechts een derde van die van gewoon spotlassen. De warmte is zeer geconcentreerd,en de breedte van de warmte-afgeperste zone wordt gereguleerd binnen het bereik van 0.1 tot 1.0 mm. De warmte-afgewerkte zone van gewoon laswerk kan 2-5 mm bereiken, wat resulteert in ernstige thermische vervorming.Uit gegevens van de automobielindustrie blijkt dat de afwijking van de afmetingen van met lasergeweldde daken 70% lager is dan die van puntgeweldde daken, waardoor de samenstellingsnauwkeurigheid van de voertuigcarrosserie aanzienlijk wordt verbeterd.
Gebrekbeheersing: het snelle smelt- en verhardingsproces van laserlassen vermindert de gebreken zoals poriën en scheuren aanzienlijk.door nauwkeurig de golfvorm en parameters van de puls te regelenIn het geval van een normale las is het defectpercentage daarentegen meestal 2 tot 3 maal hoger en vereist dit een strengere controle en herbewerking.
Verzegelingsprestaties: De continue laserslijm vormt een perfecte luchtdichte barrière.die veel lager was dan de meer dan 20 ml/min van het puntlassenDeze eigenschap maakt lasersweis het voorkeursproces voor componenten met hoge afdichtingsvereisten, zoals panoramisch dak en brandstoftank.
Uiterlijkskwaliteit: De laserslijm is glad en vlak, zonder de inperking van het traditionele puntlassen (diepte 0,1-0,3 mm), waardoor een beter laagoppervlak voor het voertuigkarosserie ontstaat.In de hogeschoolse huishoudelijke apparatuur- en decoratie-industrie verbetert dit voordeel rechtstreeks de esthetische waarde en de oppervlakte kwaliteit van de producten.
4Materiaalcompatibiliteit: een doorbraak in heterogene verbindingen
Het laseren toont een uitstekende flexibiliteit in de aanpassingsvermogen van materialen, waardoor het probleem van het verbinden van verschillende materialen dat moeilijk te overwinnen is bij traditioneel lassen, wordt opgelost.De unieke voordelen ervan liggen in::
Materialen met een hoog smeltpunt: de hoge energiedichtheid van lasers kan vuurvaste metalen smelten die moeilijk te behandelen zijn met traditionele warmtebronnen.Lasers zijn met succes toegepast op de verbinding van hoogsterke materialen zoals titaniumlegeringen en molybdeenlegeringen, die een belangrijke waarde heeft op het gebied van de luchtvaart.
Verschillende metaalverbindingen: met laserlassen kan de verbinding van verschillende materialen, zoals koper-aluminium en staal-aluminium, worden bereikt die moeilijk met traditionele methoden kunnen worden voltooid.Door nauwkeurig de warmte-invoer en de morfologie van het gesmolten zwembad te regelenBij de productie van batterijen voor nieuwe energievoertuigen wordt de vorming van broze intermetalen verbindingen onderdrukt.Lasersweis heeft met succes het industrieprobleem van het verbinden van koperen en aluminium tabs opgelost.
Speciale verwerking van materialen: Lasersweis werkt uitzonderlijk goed bij het aansluiten van poedermetallurgische materialen.Met traditionele lasmethoden is het moeilijk met poedermetallurgische materialen om te gaan, terwijl laserstralen de warmte-invoer nauwkeurig kunnen regelen en een overmatige korrelgroei in het gesinterde lichaam kunnen voorkomen.Lasersweis wordt ook veel gebruikt voor de precieze verbinding van niet-metalen materialen zoals kwarts en keramiek.
Las van coatingmateriaal:De lage warmte-invoer kenmerkend voor laserlassen kan de anti-corrosie coatings zoals gegalvaniseerde en gealuminiseerde coatings op het oppervlak van het werkstuk in de grootste mate behouden, terwijl gewoon puntlassen de coating beschadigt en tot een afname van de corrosievermogen leidt.Uit proeven in de automobielindustrie is gebleken dat met lasergeweld gegalvaniseerde platen meer dan vijf maal beter bestand zijn tegen corrosie dan plaatgeweld.
Echter, laserlassen heeft bepaalde beperkingen voor zeer reflecterende materialen zoals pure koper- en aluminiumlegeringen.Deze materialen hebben een laserreflectiviteit tot 95% in de vaste toestand en vereisen een speciale procescontroleBovendien zijn voor materialen met dichtbij elkaar gelegen smelt- en kookpunten (zoals chroom en tantaal)het lasparametervenster is smal en moet nauwkeurig worden geregeld om verdamping en perforatie te voorkomen.
De technologische ontwikkeling kent geen grenzen: lasersoldering en traditionele soldeermethoden zullen in de toekomstige verwerkende industrie naast elkaar bestaan en elkaar aanvullen.Maar er is geen twijfel dat op de weg naar de productie van upgrades in het streven naar een hogere sterkteHet laserlassen is een van de belangrijkste technologieën geworden die de toekomst zal verlichten.