การเชื่อมเลเซอร์แข็งแรงกว่าการเชื่อมปกติไหม?

เมื่ออุตสาหกรรมการผลิตที่ทันสมัยนําความต้องการสูงขึ้น สําหรับเทคโนโลยีการเชื่อมต่อเทคโนโลยีการปั่นเลเซอร์ปรากฏขึ้นเมื่อ The Times ต้องการและกลายเป็นความหมายเดียวกันกับการเชื่อมต่อความแม่นยําสูงและความแข็งแรงสูงในเบื้องต้น, มันถูกใช้เป็นหลักสําหรับวัสดุผนังบางและการปั่นความเร็วต่ํา โดยการทําความร้อนพื้นผิวของชิ้นงานด้วยรังสีเลเซอร์, วัสดุถูกละลายเพื่อสร้างสรรค์สระละลายเฉพาะเจาะจงหลังจากการพัฒนาหลายสิบปี, การปั่นเลเซอร์ได้ย้ายจากห้องปฏิบัติการไปยังการใช้งานอุตสาหกรรมที่กว้างขวาง, แสดงความสามารถที่ไม่ธรรมดาในสาขา เช่น การผลิตรถยนต์, ท้องอากาศ, และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์.บทความนี้จะดําเนินการอย่างลึกซึ้งในหลักการทางเทคนิคของการปั่นเลเซอร์ และเปิดเผยข้อดีที่สําคัญของมันในแง่ของความแข็งแรงผ่านข้อมูลการเปรียบเทียบ

หลักการทางเทคนิค: ความแตกต่างพื้นฐานของความหนาแน่นของพลังงาน
ความแตกต่างที่สําคัญระหว่างการเชื่อมเลเซอร์และการเชื่อมทั่วไปอยู่ที่กลไกการถ่ายทอดพลังงาน ซึ่งกําหนดผลการทํางานความแข็งแรงสุดท้ายของข้อเชื่อมการปั่นด้วยเลเซอร์ ใช้แสงเลเซอร์ความหนาแน่นสูงเป็นแหล่งความร้อนผ่านการจับแน่นอย่างแม่นยํา มันสร้างความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 106-108 W / cm2 ในพื้นที่เล็ก ๆ น้อย ๆ ที่มีกว้างเพียง 0.2-1.0 มิลลิเมตรความหนาแน่นของพลังงานที่สูงสุดนี้ ทําให้วัสดุโลหะสามารถบรรลุจุดละลายภายในพันล้านวินาทีการเชื่อมเลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็น 2 รูปแบบพื้นฐานตามความหนาแน่นของพลังงานที่แตกต่างกัน

การผสมผสานด้วยการนําความร้อน: ความหนาแน่นของพลังงานอยู่ในช่วง 104-105 W / cm2, มีความลึกในการเจาะลึกที่ต่ําและความเร็วการผสมผสานที่ช้า. มันเหมาะสําหรับการผสมผสานที่แม่นยําของแผ่นบาง
การปั่นเจาะลึก: ความหนาแน่นของพลังงานสามารถถึง 105-107 W / cm2 ภายใต้ผลกระทบของอุณหภูมิสูงสร้างสายผสมผสานด้วยสัดส่วนความลึกถึงความกว้างขนาดใหญ่ (สูงสุด 10:1) และความเร็วการปั่นเร็ว
ในทางตรงกันข้าม การเชื่อมเส้นโค้งแบบปกติ (เช่น MIG / MAG) ใช้การนําความร้อนของเส้นโค้ง โดยมีแหล่งความร้อนกระจายออกไป ความกว้างของเส้นโค้งมักจะมากกว่า 6 มม.และความหนาแน่นของพลังงานเป็นเพียงส่วนหนึ่งของที่ของเลเซอร์ปั๊มความแตกต่างพื้นฐานนี้ในความหนาแน่นของพลังงาน ส่งผลโดยตรงไปยังความแตกต่างที่สําคัญระหว่างสองชนิดของวิธีการผสมผสานในรูปร่างผสมผสาน, ขนาดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนและโครงสร้างเล็กน้อย

2ความแข็งแรง: ความแตกต่างในความสมบูรณ์แบบของโครงสร้าง
ข้อดีความแข็งแรงของการปั่นด้วยเลเซอร์ไม่ได้แสดงออกเพียงในระดับทฤษฎี แต่ยังถูกตรวจสอบในจํานวนมากของปฏิบัติการอุตสาหกรรมความแข็งแรงในการดึงของหลังคาที่ปั่นด้วยเลเซอร์สามารถถึงมากกว่า 90% ของวัสดุพื้นฐาน, เพิ่มความแข็งกระชับของหลังคาโดยทั่วไปถึง 30% การกระโดดในความเข้มข้นนี้มาจากผลรวมของปัจจัยหลายอย่าง:

การเชื่อมต่อต่อเนื่องที่หนาแน่น: การเชื่อมต่อด้วยเลเซอร์สร้างสายเชื่อมต่อตรงต่อเนื่อง, ในขณะที่การเชื่อมต่อจุดเชื่อมต่อจุดเชื่อมต่อที่แยกแยกเท่านั้น.สะสมต่อเนื่องกําจัดปัญหาความเครียดความเข้มข้นในพื้นที่ระยะห่างของสะสมจุดในการทดสอบภาระแบบไดนามิค สายเชื่อมที่เชื่อมด้วยเลเซอร์แสดงอายุความเหนื่อยล้าที่สูงขึ้นและเหมาะสําหรับส่วนประกอบที่ได้รับความเครียดจากการสั่น
ผลการเสริมแกะละเอียด: กระบวนการเย็นและแข็งแรงอย่างรวดเร็วของการผสมเลเซอร์ (ด้วยอัตราการเย็นถึง 1000 °C / s) ปรับปรุงขนาดแกะของโลหะผสมอย่างสําคัญวิทยาศาสตร์วัสดุได้ยืนยันว่า โครงสร้างที่มีเมล็ดละเอียด ไม่เพียงแต่เพิ่มความแข็งแรง แต่ยังเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานต่อการแตกอย่างไรก็ตาม, อัตราการเย็นของการปั่นธรรมดาค่อนข้างช้า, และเมล็ดหยาบชัดเจน, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนที่เฟสแตกเปรี้ยวจะเกิดขึ้น
ความบริสุทธิ์ทางโลหะ: การปั่นด้วยเลเซอร์ถูกดําเนินการภายใต้การป้องกันก๊าซไร้สภาพ ทําให้อากาศแยกกันได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดการรวมออกซิเดชั่น"ผลลัพธ์หลุมกุญแจ" ในการปั่นเจาะลึก ส่งผลให้ก๊าซและสารสกปรกหลบหนี, ลดอัตราความบกพร่องอย่างมาก เช่น ความขัดขวางและการรวม slag. ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าความขัดขวางของการปั่นเลเซอร์มีเพียงประมาณหนึ่งในสามของปั่นธรรมดา.
3คุณภาพการผสม: ข้อดีที่สําคัญของการควบคุมที่แม่นยํา
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้สร้างความก้าวหน้าทางวิวัฒนาการในคุณภาพเชื่อม ซึ่งกําหนดไว้วางใจและความทนทานของชิ้นส่วนเชื่อมต่อโดยตรงข้อดีด้านคุณภาพของมันสะท้อนออกมาใน 5 มิติหลัก:

ความแม่นยําทางกณิตศาสตร์: ราศีเลเซอร์ถูกนําทางและเน้นโดยแม่นยําโดยระบบออปติกส์ ความกว้างของสอสามารถควบคุมได้ภายใน 2 มม และความเรียบของผิวสามารถถึง ± 0.1 มมกําจัดความจําเป็นในการรักษาการบดต่อมาความกว้างของสอยของสอยบานธรรมดามักจะเกิน 6 มม., กับพื้นผิวที่ไม่เรียบร้อยที่ต้องการกระบวนการการเสร็จการเพิ่มเติมข้อดีความแม่นยํานี้ทําให้การเชื่อมเลเซอร์เป็นทางเลือกที่เหมาะสมสําหรับการผลิตความแม่นยําขององค์ประกอบไมโครเอเล็กทรอนิกส์อุปกรณ์การแพทย์ เป็นต้น
การควบคุมความบิดเบือนทางความร้อน: ความร้อนที่นําเข้าจากการปั่นเลเซอร์มีเพียงหนึ่งในสามของการปั่นจุดธรรมดา ความร้อนมีความเข้มข้นสูงและความกว้างของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนถูกควบคุมภายในช่วง 0.1 ถึง 1.0 มิลลิเมตร โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของการปั่นทั่วไปสามารถถึง 2-5 มิลลิเมตร ส่งผลให้เกิดการปรับปรุงความร้อนอย่างรุนแรงข้อมูลการผลิตรถยนต์แสดงให้เห็นว่าความเบี่ยงเบนมิติของหลังคาที่เชื่อมด้วยเลเซอร์ต่ํากว่า 70% ของหลังคาที่เชื่อมจุด, ปรับปรุงความแม่นยําของการประกอบรถยนต์
การควบคุมความบกพร่อง: กระบวนการละลายและแข็งแรงอย่างรวดเร็วของการผสมด้วยเลเซอร์ลดลดความบกพร่องอย่างมาก เช่นรูขุมขนและรอยแตก. โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผสมด้วยเลเซอร์แบบกระแทกโดยการควบคุมรูปคลื่นและปริมาตรของแรงผลักดันด้วยความแม่นยําโดยตรงกับอัตราความบกพร่องของการปั่นทั่วไปมักจะสูงถึง 2-3 เท่า ซึ่งจําเป็นต้องมีการตรวจสอบและการแปรรูปใหม่ที่เข้มข้นกว่า
ผลประสิทธิภาพการปิด: การเย็บเลเซอร์ต่อเนื่องสร้างอุปกรณ์ป้องกันอากาศที่สมบูรณ์แบบ ในการทดสอบฝนรถยนต์ การรั่วไหลของหลังคาที่เย็บเลเซอร์น้อยกว่า 5 ml / นาทีซึ่งต่ํากว่ามากกว่า 20 ml / นาทีของกระบวนการปั่นจุดลักษณะนี้ทําให้การปั่นเลเซอร์เป็นกระบวนการที่นิยมสําหรับองค์ประกอบที่มีความต้องการในการปัดปัดสูง เช่นหลังคาแสงสว่างและถังน้ํามัน
คุณภาพการปรากฏตัว: การเย็บด้วยเลเซอร์เรียบเรียบและเรียบ, โดยไม่ต้องมีปัญหาการเจาะของการเจาะจุดแบบดั้งเดิม (ความลึก 0.1-0.3 มม.), ให้พื้นผิวพื้นฐานการเคลือบที่ดีกว่าสําหรับร่างรถ.ในอุตสาหกรรมอุปกรณ์บ้านและเครื่องประดับระดับสูง ข้อดีนี้เพิ่มมูลค่าด้านความสวยงามและคุณภาพผิวของสินค้าโดยตรง
4ความเหมาะสมของวัสดุ: ความก้าวหน้าในการเชื่อมโยงแบบไม่เหมือนกัน
การปั่นด้วยเลเซอร์แสดงความยืดหยุ่นที่โดดเด่นในการปรับตัวของวัสดุ แก้ปัญหาของการเชื่อมต่อวัสดุที่ไม่เหมือนกันที่ยากที่จะแก้ไขในการปั่นแบบดั้งเดิมข้อดีพิเศษของมันคือ:

การประมวลผลวัสดุที่มีจุดละลายสูง: ความหนาแน่นของพลังงานสูงของเลเซอร์สามารถละลายโลหะที่ทนไฟที่ยากที่จะจัดการกับแหล่งความร้อนแบบดั้งเดิมเลเซอร์ได้ถูกนํามาใช้อย่างสําเร็จในการเชื่อมต่อวัสดุความแข็งแรงสูง เช่น สายเหล็กไทเทเนียมและสายเหล็กโมลิบเดนัมซึ่งมีค่าสําคัญในด้านการบินและอวกาศ
การเชื่อมต่อโลหะที่แตกต่างกัน: การเชื่อมต่อเลเซอร์สามารถบรรลุการเชื่อมต่อวัสดุที่แตกต่างกัน เช่น ทองแดง-อลูมิเนียมและเหล็ก-อลูมิเนียมที่ยากที่จะสําเร็จด้วยวิธีประเพณีโดยการควบคุมความละเอียดของความร้อนที่เข้าและรูปแบบของสระน้ําหลอมในการผลิตแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่การเชื่อมเลเซอร์ได้แก้ปัญหาของอุตสาหกรรมในการเชื่อมทองแดงและอลูมิเนียม.
การแปรรูปวัสดุพิเศษ: การปั่นด้วยเลเซอร์ทําผลงานได้ดีเยี่ยมในการเชื่อมต่อวัสดุโลหะข้นวิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิมยากที่จะจัดการกับวัสดุโลหะปูนขณะที่รังสีเลเซอร์สามารถควบคุมความร้อนเข้าอย่างแม่นยํา และป้องกันการเติบโตของเมล็ดเมล็ดที่เกินขั้นในร่างกายการเชื่อมเลเซอร์ยังถูกใช้อย่างแพร่หลายสําหรับการเชื่อมต่อที่แม่นยําของวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น ควาร์ตซ์และเซรามิก.
การปั่นวัสดุเคลือบ:คุณลักษณะการเข้าความร้อนที่ต่ําของการปั่นเลเซอร์สามารถรักษาเคลือบกันการกัดกรอง เช่นเคลือบเหล็กกระปุกและอะลูมิเนียมบนพื้นผิวของชิ้นงานในปริมาณที่มากที่สุดขณะที่การปั่นจุดทั่วไปจะทําลายเคลือบและนําไปสู่การลดความสามารถในการป้องกันการกัดกรองการทดสอบในอุตสาหกรรมรถยนต์ได้แสดงให้เห็นว่าความทนทานต่อการกัดกร่อนของแผ่นเหล็กกระดาษเหล็กกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษกระดาษ.
อย่างไรก็ตาม การปั่นด้วยเลเซอร์มีข้อจํากัดบางอย่างสําหรับวัสดุที่สะท้อนแสงสูง เช่น ทองแดงบริสุทธิ์และเหล็กผสมอลูมิเนียมวัสดุเหล่านี้มีความสะท้อนแสงเลเซอร์สูงถึง 95% ในสภาพแข็งและต้องการการควบคุมกระบวนการพิเศษนอกจากนี้สําหรับวัสดุที่มีจุดละลายและจุดเดือดใกล้กัน (เช่นโครเมียมและทันตาลัม)หน้าต่างปริมาตรการปั่นแคบและต้องควบคุมอย่างแม่นยําเพื่อป้องกันการปั๊มและ perforation.

การพัฒนาเทคโนโลยีไม่มีขีดจํากัด การเชื่อมเลเซอร์และวิธีเชื่อมแบบดั้งเดิม จะอยู่ร่วมกันและเติมเต็มกันในอุตสาหกรรมผลิตในอนาคตแต่ไม่มีข้อสงสัยว่า ในทางของการปรับปรุงการผลิต เพื่อให้มีความแข็งแกร่งมากขึ้น, น้ําหนักเบาลงและการทํางานที่ดีกว่า, การปั่นเลเซอร์ได้กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักที่จะสว่างอนาคต