Wady spawania laserowego: pęknięcia, odpryski i podcięcia — przyczyny i rozwiązania
Spawanie laserowe zapewnia głębokie, wąskie, nisko zniekształcone złącza z prędkością, której nie mogą sprostać tradycyjne procesy łukowe.Ponieważ wiązka wysokiej energii koncentruje ciepło w mikroskopijnym miejscu, a stopiony basen szybko się ochładza., niewielkie błędy w parametrach, gaz ochraniający lub przygotowanie stawu szybko przejawiają się jako wady.
Trzy główne wady odpowiadają za zdecydowaną większość odrzuconych spań laserowych w nowoczesnych zakładach produkcyjnych:pęknięcia, rozpraszanie i podcięcie.(Uwaga: porowatość czwarty główny defekt jest omawiany oddzielnie w naszym specjalnym przewodniku dotyczącym porów gazowych w szwach spawania laserowego).
Niniejszy przewodnik do rozwiązywania problemów pomaga kierownikom produkcji, nadzorcom spawania oraz operatorom zarówno ręcznych, jak i zautomatyzowanych systemów spawania laserowego szybko identyfikować wady w zakładzie,naprawić przyczynę, i utrzymać produkcję w ruchu.
Dlaczego te trzy wady kosztują sklepy
-
Pozostałe:Wady wykryte podczas końcowej kontroli jakości oznaczają kosztowne ponowne cięcie, ręczne szlifowanie i ponowne spawanie.
-
Nieudane badania strukturalne i wycieków:Pęknięcia i głębokie podcięcia zmniejszają skuteczny przekrój i tworzą krytyczne podwyżki naprężenia, co prowadzi do awarii pola.
-
Kary estetyczne:Ciężkie rozpraszanie i podcięcie niszczą szwy kosmetyczne, które w przeciwnym razie ominęłyby przetwarzanie.
Prawdziwa rentowność zakładu opiera się na wykrywaniu i stabilizacji wad w maszynie, a nie w trakcie końcowej kontroli.
1Pęknięcia.
Co widzisz
Pęknięcie występuje jako ostre nieciągłość bezpośrednio w lub bezpośrednio obok żwiru spawalniczego, biegnącego wzdłuż linii środkowej, przy palcu spawalniczym lub w strefie dotkniętej ciepłem (HAZ).Może powstać natychmiast po utwardzeniu lub kilka godzin/dni później (opóźnione krakowanie na zimno jest powszechne w stali węglowej utwardzającej się).
Dlaczego tak się dzieje i jak to naprawić
Głównym winowajcą jest ekstremalna szybkość chłodzenia związana ze spawaniem laserowym.i wodoru powodują chłodne pęknięcie w podatnych na pęknięcia stali.
| Powszechna przyczyna | Środki naprawcze |
| Nadmierna prędkość jazdy lub szybkość chłodzenia | Zmniejszyć prędkość jazdy lub zrównoważyć stosunek mocy do prędkości, aby spowolnić gradient termiczny. |
| Materiał wrażliwy na pęknięcia(wysoki poziom węgla, siarki, fosforu lub niektórych stopów twardniejących) | Wprowadzenie kompatybilnego drutu wypełniającego w celu zmiany chemii spawania; podgrzewanie materiałów bazowych w zalecanych zakresie. |
| Niewłaściwe dopasowanie lub zmiana przestrzeni | Przygotowanie stawu jest zaostrzone, utrzymuje się stałą, od zera do minimalnej luki. |
| Zanieczyszczenie stawów(Olej, wilgoć, smary, środki chłodzące) | Dokładnie oczyszczać krawędzie i odtłuszczać; olejki powierzchniowe wprowadzają wodór i zanieczyszczenia. |
| Wysoki system przytrzymania stawów | Zmiana układu spawania w celu umożliwienia naturalnego ruchu podczas chłodzenia |
| Niewłaściwa chemia wypełniacza | Upewnij się, że metalurgia drutu wypełniającego dokładnie pasuje lub uzupełnia materiał podstawowy. |
Wskazówka z sklepu:Jeżeli pęknięcia pojawiają się często, a nie ciągle, sprawdź numery partii materiału lub pojemności płyt.Częstotliwość często śledzi zmiany w chemii materiału, a nie przemieszczanie maszyny.
2- Rozpraszanie.
Co widzisz
Rozpryskiwanie składa się z kropleczek stopionego metalu wyrzucanych gwałtownie z basenu spawania, lądujących na powierzchni części lub pieczących się na ochronną soczewkę pokrywy.ciągłe rozpraszanie sygnalizuje bardzo niestabilny proces otwierania klucza.
Dlaczego tak się dzieje i jak to naprawić
Rozpraszanie oznacza, że otwór otwiera się i załamuje się zbyt szybko, albo ciśnienie pary metalowej przebija się przez górę basenu.
| Powszechna przyczyna | Środki naprawcze |
| Moc za wysoka dla prędkości podróży | Zmniejszyć moc lasera lub zwiększyć prędkość podróży, aby znaleźć stabilne okno operacyjne. |
| Zanieczyszczenie powierzchni(rusta, łuski, oleje ciężkie) | Czyszcz strefę łączenia; tlenki powierzchniowe zmieniają wchłanianie wiązki i powodują lokalne wrzenie. |
| Nieprawidłowy przepływ lub pokrycie gazu osłonowego | Za niski poziom pozostawia basen narażony, zbyt wysoki tworzy turbulencje, które wchłaniają powietrze. |
| Pozycja skupienia z dala od stawu | Sprawdzić wysokość punktu ogniskowego i ustawienie wiązki optycznej w stosunku do szwu. |
| Ustawienia kołysania / drgania zbyt agresywne | Zmniejsz amplitudę lub częstotliwość skanu wiązki. |
| Nadmierna przepaść lub niezgodność krawędzi | Wprowadzenie cienkiego drutu wypełniającego może skutecznie ustabilizować zęby. |
Wskazówka z sklepu:Minimalna ilość przejściowych rozpraszania podczas konfiguracji jest normalna. Rozpraszanie, które stale rośnie w trakcie produkcji, zwykle wskazuje na degradację optyki (brudne szkło ochronne) lub przesunięcie soczewki termicznej.
3Podcięcie.
Co widzisz
Podcięcie to wyraźny rowk lub wgniecenie stopione w materiał podstawowy tuż przy palcu spawania, pozostawiając środkową koralik spawania wygląda "dumny" z wgłębionej krawędzi.Drastycznie zmniejsza skuteczny przekrój nośny i działa jako klasyczny koncentrator naprężenia w przypadku niewydolności zmęczenia.
Dlaczego tak się dzieje i jak to naprawić
Undercut occurs when energy input at the joint edges overwhelms the available fill material — the laser vaporizes or displaces base material faster than the surrounding molten pool can flow back to refill it.
| Powszechna przyczyna | Środki naprawcze |
| Nadmierne wchłanianie ciepła na cienkie przebicia | W przypadku cienkich blach metalowych niższa moc w połączeniu z stałą prędkością zapobiega wygrzewaniu krawędzi. |
| Bramka niezgodna w stosunku do linii łącza | Wykorzystanie wahania wiązki pomaga równomiernie rozdzielić energię między ścianami stawów. |
| Punkt ostrości zbyt ciasny na krawędzi | Nieznacznie dostosować rozświetlenie lub pozycję ogniskową; nieznacznie większy punkt zmniejsza agresywne wyciąganie krawędzi. |
| Niewystarczająca ilość materiału wypełniającego na szczelinie | Dodać drut wypełniający i dopasować prędkość podawania drutu do szerokości szczeliny. |
| Osłaniające turbulencje gazowe pchające basen | Sprawdź kąt dostarczania gazu i przepływ; turbulentny gaz może fizycznie odpychać stopiony metal od palców spawania. |
Wskazówka z sklepu:Podcięcie można łatwo zmierzyć przy użyciu standardowego gabarytka spawania.podczas gdy równomierne podcięcie w całym biegu wskazuje na nadmierne wprowadzanie ciepła.
Systematyczne ramy naprawy wad laserowych
Jeśli nagle na linii pojawi się wadę, opieraj się chęci zmiany kilku zmiennych naraz.
-
Stabilizuj wejścia:Dokumentacja dokładnej klasy materiału, grubości, stanu powierzchni, rodzaju stawu i trwałości luki.
-
Zmiana jednego parametru na raz:Zmień moc, prędkość jazdy, ostrość, przepływ gazu lub kołysaniejedna zmiana, jedna próba spawania.
-
Pierwszy test na złomu:Zawsze sprawdzaj kupony weryfikacyjne, używając dokładnie dopasowanego materiału produkcyjnego, zanim dotkniesz części.
-
Zaloguj okno robocze:Parametry naturalnie zmieniają się wraz z wiekiem soczewek ochronnych, zużyciem dyszek i zmianami warunków otoczenia.
Częste pytania
P: Czy te same parametry spawania laserowego mogą jednocześnie wytwarzać rozpraszanie i podcięcie?
Odpowiedź: Tak. Obie są zasadniczo problemami z wprowadzaniem ciepła. Nadmierna moc w stosunku do prędkości podróży może gwałtownie wyrzucać krople (pryskiwanie) podczas wyciągania krawędzi stawów (podcięcie) w jednym przejściu.Najpierw poprawić równowagę mocy i prędkości., a następnie ocenić pozostałe wady.
P: Czy zawsze wymagany jest drut wypełniający, aby zapobiec pęknięciom lasera?
Odpowiedź: Nie. Na szczelnych, bardzo czystych złączach z materiałami kompatybilnymi z metalurgicznego punktu widzenia automatyczne (bezprzewodowe) spawanie laserowe wytwarza bezbłędne spawania strukturalne.Przewód wypełniający staje się obowiązkowy w przypadku łączy z lukami, stopów wrażliwych na pęknięcia (takich jak niektóre stali nierdzewne lub o wysokiej zawartości węgla) oraz różnych kombinacji metali, w których działa jako regulator chemiczny.
P: Skąd mam wiedzieć, czy wadę spowodowała maszyna/parametry czy operator?
Odpowiedź: przeprowadź kontrolowany test izolacji: użyj tego samego operatora, dokładnie tych samych parametrów, na wstępnie oczyszczonych kuponach testowych.lub parametryWady, które wynikają z konkretnego operatora (takie jak przesuwanie strzału ręcznego) wskazują na technikę.
Uzyskaj bezbłędne spawania laserowe na swoich częściach produkcyjnych
Większości wad spawania laserowego można całkowicie zapobiec dzięki zoptymalizowanym parametrom, odpowiedniej przygotowaniu stawów i prawidłowej technice, ale "właściwa" konfiguracja zależy całkowicie od konkretnego stopu,konfiguracja połączenia, i wielkości produkcji.
Nasz wewnętrzny zespół inżynierów aplikacji regularnie przeprowadza próbne próby spawania na komponentach klientów w celu ustalenia solidnych, gotowych do produkcji okien parametrowych.(Czy szukasz pomocy w rozwiązywaniu porów gazowych? Przeczytaj nasz przewodnik dotyczący rozwiązywania porów w spawaniu laserowym).
[Zaproś o bezpłatne badanie spawania]Nasz zespół zwróci optymalizowane rekomendacje parametrów i wyniki oceny próbki dla Twojego sklepu.
Wyślij zapytanie bezpośrednio do nas
