1Einführung
Die Laserschweißtechnologie verfügt über einen geringen Wärmeaufwand, dichte und ästhetisch ansprechende Schweißnähte, eine hohe Präzisionssteuerung und eine einfache Automatisierungsintegration.die schnelle Einführung in der Metallindustrie ermöglichen. Allerdings sind nicht alle Materialien für das Laserschweißen geeignet. Faktoren wie Wärmeleitfähigkeit, optische Absorptionsmerkmale, Schmelzpunktunterschiede, Legierelemente,und Oberflächenbedingungen können die Schweißqualität beeinflussenDaher ist das Verständnis der anwendbaren Materialpalette und der Einschränkungen des Laserschweißens für die Auswahl der Ausrüstung, die Prozessplanung und die Qualitätskontrolle der Produktion von entscheidender Bedeutung.
2Anwendbares Materialbereich
Das Laserschweißen eignet sich für mehrere Kategorien von metallischen Materialien, von denen Eisenmaterialien das am meisten entwickelte Anwendungsgebiet darstellen.und Edelstahl eine gute Absorption des Laserstrahls aufweisen, die eine stabile Schweißbildung, eine kontrollierbare Durchschnittstiefe und eine ausreichende mechanische Festigkeit bieten.und sind weit verbreitet in Luftfahrtkomponenten und Batterie-TabsDiese Materialien gelten als die laserfreundlichsten.
Aluminium und Aluminiumlegierungen sind ebenfalls schweißbar, allerdings mit höherer Prozessschwierigkeit im Vergleich zu Eisenmaterialien.und niedriger SchmelzpunktDaher erfordert das Schweißen von Aluminium typischerweise eine höhere Laserleistung, eine präzisere Steuerung der Brennpunktposition,und optimierte Schutzgaswahl, um Prozessstabilität und Schweißdichte zu gewährleistenTrotz der Herausforderungen werden Aluminiumlegierungen häufig in Batteriegehäusen, Verbraucherelektronikgehäusen und Luft- und Raumfahrtkonstruktionen verwendet.
Kupfer und Kupferlegierungen sind Materialien mit einer noch höheren Schweißschwierigkeit.Dies führt zu einer geringen anfänglichen Laserkopplungswirksamkeit und häufigen Defekten wie fehlender FusionMit der Entwicklung von Hochleistungsfaserlasern, grünen Lasern und pulsierenden Laserquellen ist es möglich, dieDie Leistung des Kupferschweißens hat sich verbessert und wird zunehmend in Batteriebusstangen verwendet, elektrische Steckverbinder, Endgeräte und präzise elektronische Komponenten.
Das Laserschweißen eignet sich auch für Edelmetalle wie Gold, Silber und Platin.Obwohl sie eine hohe Wärmeleitfähigkeit habenIm Bereich der Mikroschweißtechnik werden pulsierende Laser häufig für das Präzisionsschweißen eingesetzt, wodurch eine außergewöhnliche Schweißkonsistenz und Oberflächenqualität erzielt werden.
3. Materialien mit Einschränkungen
Das Laserschweißen ist nicht für alle Materialien geeignet. Hochkohlenstoffstahle und Gusseisen enthalten zwar einen höheren Kohlenstoffgehalt als Eisen.Sie neigen dazu, harte und zerbrechliche Mikrostrukturen zu bildenDiese Materialien erfordern eine Vorwärmung, eine kontrollierte Kühlung oder eine reduzierte Energiedichte, um Schweißfehler zu minimieren.
Zink, Magnesium und bestimmte Magnesium-Aluminiumlegierungen weisen ebenfalls Prozessbeschränkungen auf.und unbeständige geschmolzenen BeckenObwohl die Optimierung des Prozesses die Leistung verbessern kann, bleiben die industriellen Anwendungen relativ begrenzt.
Materialien mit Oberflächenbeschichtungen wie Silber, Nickel oder Gold stellen zusätzliche Herausforderungen dar.die zu einer unzureichenden Kopplung oder zu einer inkonsistenten Schmelze führenAußerdem können sich mehrschichtige Beschichtungen aufgrund der schlechten Adhäsion der Oberfläche unter Hitze delaminisieren.
Für nichtmetallische Materialien eignen sich herkömmliche Metalllaserschweißsysteme nicht für Kunststoffe, Gummi oder Verbundwerkstoffe.Das Schweißen von Kunststoffen erfordert spezifische Schweißprozesse und Materialpaarungen, wobei in der Regel spezielle Laserschweißsysteme für Kunststoffe anstelle herkömmlicher Metalllaserquellen eingesetzt werden.
4. Unähnliches Metallschweißen
Das Laserschweißen wird auch zur Verbindung unterschiedlicher Metalle verwendet. Allerdings setzen metallurgische Kompatibilität, thermische Expansionsungleichheit und Schmelzpunktunterschiede erhebliche Einschränkungen auf.Edelstahl und Kohlenstoffstahl lassen sich leichter miteinander schweißen, während Aluminium-Edelstahl-, Kupfer-Edelstahl- und Aluminium-Kupferpaare anfällig für die Bildung spröderter intermetallischer Verbindungen sind, was die Gelenkfestigkeit verringert.In der Industrie wird häufig das Laserschmelzen angewandt.Die Machbarkeit hängt mehr von der Prozessstrategie als von den Basismaterialien selbst ab.
5- Prozessbeschränkungen und Einflussfaktoren
Die Eignung des Materials für das Laserschweißen wird durch mehrere Einflussfaktoren bestimmt, darunter Laserwellenlänge, Oberflächenabsorptionsmerkmale, Legierungselemente, Wärmeleitfähigkeit,Reflexionsfähigkeit, Oberflächenverschmutzung, Oxidschichten, Bewegungsgeschwindigkeit, Brennpunktposition und Abschirmgas.die eine sorgfältige Auswahl der Ausrüstung und die Anpassung der Parameter anhand der Materialmerkmale erfordern.
6Schlussfolgerung.
Zusammenfassend lässt sich sagen, daß die Laserschweißmaschinen in der Metallverarbeitung eine große Anwendbarkeit aufweisen.Während Aluminium und Kupferlegierungen schweißbar sind, erfordern sie jedoch eine fortgeschrittene ProzesssteuerungEinige kohlenstoffreiche Materialien, beschichtete Metalle und leichte Legierungen weisen Einschränkungen auf.und Kunststoffe oder nichtmetallische Materialien erfordern spezialisierte Lasersysteme anstelle herkömmlicher MetallschweißquellenMit der Entwicklung von Hochleistungsfaserlasern, grünen/blauen Laserquellen und ultraschnellen Lasern wird die Materialpalette weiter erweitert.und derzeitige Schweißengpässe in mehr Industriezweigen überwunden werden sollen..