Дефекты лазерной сварки: трещины, брызги и подрезы — причины и способы устранения
Лазерная сварка обеспечивает глубокие, узкие соединения с низким уровнем искажений со скоростью, с которой не могут сравниться традиционные арковые процессы.Потому что высокоэнергетический луч концентрирует тепло в микроскопическом месте и расплавленный бассейн быстро охлаждается, незначительные ошибки в параметрах, защитный газ или подготовка соединения быстро проявляются в виде дефектов.
Три основных дефекта составляют подавляющее большинство отвергнутых лазерных свар в современных фабриках:трещины, брызги и подрезы.(Примечание: Порозность - четвертый главный дефект - отдельно рассматривается в нашем специальном руководстве по газовым порам в швах лазерной сварки).
Это руководство по устранению неполадок помогает менеджерам по производству, руководителям по сварке и операторам как портативных, так и автоматических лазерных систем сварки быстро выявлять дефекты на заводе,исправить причину, и сохранить производство в движении.
Почему эти три дефекта стоят магазинам денег
-
Переработка и лом:Дефекты, обнаруженные при окончательном QC, означают дорогостоящую перерезку, ручную шлифовку и повторную сварку.
-
Провалившиеся тесты на конструкцию и утечки:Трещины и глубокие подрезки уменьшают эффективное поперечное сечение и создают критические повышающие напряжение, что приводит к сбоям поля.
-
Эстетические наказания:Тяжелые брызги и подрезки разрушают косметические швы, которые в противном случае могли бы обойти последующую обработку.
Поиск и стабилизация дефектов на машине, а не на окончательном осмотре, где живет настоящая рентабельность на заводе.
1. трещины
Что ты видишь
Трещина появляется как резкое непрямление либо непосредственно внутри, либо непосредственно рядом со сварочным шариком, проходящим вдоль центральной линии, на пальце сварочного пальца или в зоне, пораженной теплом (HAZ).Он может образовываться сразу после затвердевания или через несколько часов/дней (отсроченный холодный крекинг является распространенным явлением в отверждаемых углеродных сталях).
Почему это происходит и как это исправить
Основным виновником является высокая скорость охлаждения, присущая лазерной сварке.и водород вызывают холодный крекинг в чувствительных сталях.
| Общая причина | Корректирующие действия |
| Слишком высокая скорость движения или скорость охлаждения | Уменьшить скорость движения или перебалансировать соотношение мощности и скорости, чтобы замедлить тепловые градиенты. |
| Материал, чувствительный к трещинам(С высоким содержанием углерода, серы, фосфора или некоторых отверждаемых сплавов) | Введите совместимый наполнительный провод для изменения химии сварки; предварительно разогрейте базовые материалы в рекомендуемых диапазонах. |
| Плохая настройка или изменение разрыва | Затягивайте соединительный препарат; поддерживайте постоянный, нулевой до минимального разрыва. |
| Заражение суставов(Масло, влага, смазочные материалы, охладители) | Очистить и отмазать края тщательно; поверхностные масла вводят водород и примеси. |
| Высокое удерживание суставов | Регулировать физические зажимы или изменять последовательность сварки, чтобы обеспечить естественное движение во время охлаждения. |
| Неправильная химия наполнителя | Убедитесь, что металлургия наполнительной проволоки точно соответствует или дополняет базовый материал. |
Совет по магазину:Если трещины появляются с перерывами, а не постоянно, проверьте номера партий материала или поступающие покрытия листов.Часто частота отслеживает изменения в химическом составе материала, а не дрейф машины.
2Плеск.
Что ты видишь
Плеск состоит из капель расплавленного металла, выброшенных из сварочного бассейна, приземляющихся на поверхность деталей или зажигающихся на защитную линзу крышки.Непрерывные брызги сигнализируют о сильно нестабильном процессе ключевого отверстия..
Почему это происходит и как это исправить
Разбрызгивание означает, что ключевое отверстие открывается и разрушается слишком быстро, или давление металлического пара прорывается через верхнюю часть бассейна.
| Общая причина | Корректирующие действия |
| Сила слишком высока для скорости движения | Уменьшить мощность лазера или увеличить скорость движения, чтобы найти стабильное рабочее окно. |
| Загрязнение поверхности(Ржавчина, мельница, тяжелые масла) | Очистите зону соединения; оксиды поверхности изменяют поглощение луча и вызывают локальное кипение. |
| Ненадлежащий поток или покрытие газа защиты | Слишком низкий показатель оставляет бассейн открытым, слишком высокий создает турбулентность, которая всасывает воздух. |
| Фокусируйте положение от соединения | Проверяется высота огневой точки и выравнивание оптического луча относительно шва. |
| Настройки колебания / колебания слишком агрессивны | Уменьшите амплитуду или частоту лучевого сканирования. |
| Чрезмерное разрыв соединения или несоответствие краев | Улучшить укладку: с помощью тонкой проволоки можно успешно стабилизировать разрыв сустава. |
Совет по магазину:Минимальное количество преходящих брызг во время установки является нормальным. Брызги, которые неуклонно увеличиваются в течение производственного цикла, обычно указывают на деградацию оптики (грязное защитное стекло) или тепловое смещение линз.
3Подрезать.
Что ты видишь
Подрез - это отдельная канавка или вырезка, расплавленная в базовый материал прямо на пальце сварки, оставляя центральную косточку сварки, выглядящую "гордой" от углубленного края.Он резко уменьшает эффективное несущее поперечное сечение и действует как классический концентратор напряжения для отказа усталости.
Почему это происходит и как это исправить
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.
| Общая причина | Корректирующие действия |
| Чрезмерный вход тепла в тонкие проемы | Уменьшить мощность лазера или увеличить скорость движения. |
| Изменение направления балки по отношению к линии соединения | Использование колебания луча помогает равномерно распределить энергию по стенкам суставов. |
| Фокус слишком тесно на краю | Легко настраивайте дефокус или фокусное положение; незначительно большее пятно уменьшает агрессивное извлечение краев. |
| Недостаточный наполнитель на пробелах | Добавьте наполнительный провод и сопоставьте скорость подачи проводки с шириной разрыва. |
| Защита от турбулентности газа, толкающей бассейн | Проверьте угол подачи газа и скорость потока; турбулентный газ может физически отталкивать расплавленный металл от пальцев сварки. |
Совет по магазину:Подрез легко измерить с помощью стандартного сварного прибора.в то время как равномерный подрез на протяжении всего хода указывает на чрезмерный вход тепла.
Систематическая система исправления лазерных дефектов
Если на линии внезапно появился дефект, не поддавайтесь искушению менять сразу несколько переменных.
-
Стабилизируйте входы:Документируйте точное качество материала, толщину, состояние поверхности, тип соединения и консистенцию разрыва.
-
Изменить один параметр за раз:Изменить мощность, скорость движения, фокусировку, поток газа или колебаниеодна смена, одна испытательная сварка.
-
Сначала тест на лому:Всегда проверяйте купоны с использованием точно соответствующего производственного материала, прежде чем прикасаться к живым частям.
-
Зарегистрируйте рабочее окно:При этом параметры естественным образом изменяются по мере старения защитных линз, износа насадки и изменения условий окружающей среды.
Частые вопросы
Вопрос: Могут ли одни и те же параметры лазерной сварки производить одновременно и брызги, и подрез?
Ответ: Да. Оба являются в основном проблемами теплового ввода. Чрезмерная мощность относительно скорости движения может насильственно выбросить капли (рассыпания), вырывая края суставов (подрезание) в один проход.Сначала исправьте баланс мощности и скорости., затем оценить оставшиеся дефекты.
Вопрос: Для предотвращения лазерных трещин всегда требуется наполнительная проволока?
Ответ: Нет. На узких, сверхчистых соединениях с металлургически совместимыми материалами автогенная (беспроводная) лазерная сварка дает безупречные конструктивные сварки.Заполнительная проволока становится обязательной при работе с пробелами, трещиночувствительные сплавы (например, некоторые нержавеющие или высокоуглеродные стали) и различные комбинации металлов, где он действует как химический регулятор.
Вопрос: Как узнать, вызван ли дефект машиной/параметрами или оператором?
Ответ: выполните контролируемый тест изоляции: используйте тот же оператор, те же самые параметры, на предварительно очищенных тестовых купонах.или параметровДефекты, которые следуют за конкретным оператором (например, дрейф углового оружия вручную) указывают на технику.
Получите лазерные сварки без дефектов на ваших производственных деталях
Большинство дефектов лазерной сварки можно полностью предотвратить с оптимизированными параметрами, правильной подготовкой суставов и правильной техникой, но "правильная" установка полностью зависит от вашего конкретного сплава,конфигурация соединения, и объемы производства.
Наша собственная команда инженеров регулярно проводит пробные испытания сварки на компонентах клиентов, чтобы установить надежные, готовые к производству параметры окон.(Ищите помощь с газовыми порами? Прочитайте наше руководство по устранению пористости в лазерной сварке).
[Запросить бесплатный тест сварки]Пошлите нам ваши материальные характеристики, толщину и деталь соединения.
Отправьте запрос непосредственно нам
