Laserové svařování hliníkových slitin
Hliníkové slitiny mají výhody nízké hustoty, vysoké pevnosti a dobré odolnosti proti korozi, takže jsou široce používány v automobilovém průmyslu, nové energetice, leteckém a stavebním průmyslu. V současné době je laserové svařování široce používáno při výrobě výrobků z hliníkových slitin. Ve srovnání s tradičními metodami svařování může laserové svařování poskytnout vyšší efektivitu výroby, lepší kvalitu svaru a dosáhnout vysoce přesného svařování a automatizace složitých struktur.
Laserové svařování je technologie, ve které je laser s vysokou intenzitou vyzařován na kovový povrch a kov je roztaven a poté ochlazen a krystalizován za vzniku svaru prostřednictvím tepelného spojení mezi laserem a kovem. Podle mechanismu tepelného působení laserového svařování jej lze rozdělit na dva typy: svařování tepelným vedením a svařování hlubokým průvarem. Svařování tepelným vedením se používá hlavně pro svařování obalů nebo mikro-nano svařování přesných dílů; laserové svařování hlubokou penetrací se používá především pro svařování materiálů, které vyžadují úplnou penetraci. Mezi nimi proces svařování odpaří materiál a v roztavené lázni se objeví fenomén klíčové dírky. Je to v současnosti nejpoužívanější metoda laserového svařování a je to také preferovaná metoda pro svařování hliníkových slitin. Pomocné materiály, jednoduché svařovací zařízení, žádné spotřební materiály, snadná automatizace. 02 Nevýhody: Požadavky na svařovací fólii jsou vysoké, takže svar se snadno potopí; počáteční a koncový bod svařování lze snadno vytvořit klíčové body; stabilita procesu svařování je obecná a snadno se vyskytnou vady svařování. 03Případ: Průmyslové dekorace budov - 5 série svařování rámu dveří z hliníkové slitiny.
Vzhledem k přirozeným fyzikálním vlastnostem hliníkových slitin, jako je nízká absorpce laseru, nízký bod varu legujících prvků, vysoká tepelná vodivost, vysoký koeficient tepelné roztažnosti, relativně široký rozsah teplot tuhnutí, vysoké smrštění tuhnutí, nízká viskozita a vysoká absorpce vodíku v kapalině stavu atd., takže během procesu laserového svařování snadno vznikají defekty, jako jsou póry a horké trhliny. Mezi nimi je pórovitost nejpravděpodobnější formou defektu v procesu laserového svařování hliníkové slitiny. Zničí kompaktnost svarového kovu, oslabí účinnou plochu průřezu svaru a sníží mechanické vlastnosti a odolnost svaru proti korozi. Proto je třeba přijmout účinná opatření. Opatření k zamezení tvorby pórů a zlepšení vnitřní kvality svaru.
Laser fusion welding porosity suppression method 01 Suppresses welding porosity through pre-welding surface treatment. Pre-welding surface treatment is an effective method to control metallurgical porosity in aluminum alloy laser welds. Usually, the surface treatment methods include physical and mechanical cleaning and chemical cleaning. After comparison, the process of chemically treating the surface of the test plate (metal cleaning agent cleaning - water washing - alkali cleaning - water washing - acid washing - water washing - drying) is the best. Among them, 25NaH (sodium hydroxide) solution is used for alkaline cleaning to remove the surface thickness of the material, and 20% HN03 (nitric acid) + 2% (hydrogen fluoride) aqueous solution is used for pickling to neutralize the residual alkali solution. After the surface treatment of the test plate, the welding is carried out within 24 hours , When the test plate stays for a long time after treatment, wipe it with anhydrous alcohol before welding. 02 Suppressing welding porosity through welding process parameters The formation of weld porosity is not only related to the quality of the surface treatment of the weldment, but also related to the welding process parameters. The influence of welding parameters on the weld porosity is mainly reflected in the penetration of the weld, that is, the back The effect of aspect ratio on stomata. It can be seen from the test that when the back-to-width ratio of the weld is R>0.6, lze účinně zlepšit koncentrovanou distribuci pórů řetězce ve svaru. Zbytky pórů ve svaru jsou eliminovány.
03 Prostřednictvím správného výběru ochranného plynu a průtoku k potlačení svařovacích pórů Výběr ochranného plynu přímo ovlivňuje kvalitu, účinnost a cenu svařování. Během procesu laserového svařování může správné vstřikování ochranného plynu účinně redukovat svarové póry. Ar (argon) a He (helium) se používají k ochraně povrchu svaru. V procesu laserového svařování hliníkové slitiny je stupeň ionizace Ar a He vůči laseru odlišný, což má za následek různé formování svaru. Výsledek ukazuje, že volba Ar Celková poréznost svaru získaného jako ochranný plyn je menší než u svaru, když je jako ochranný plyn zvolen He. Zároveň bychom měli věnovat pozornost skutečnosti, že velké množství plazmatu generovaného svařováním nemůže být odfouknuto, pokud je průtok plynu příliš malý (10 l/min), což činí svařovací lázeň nestabilní a zvyšuje pravděpodobnost tvorby poréznosti. Průtok plynu je mírný (asi 15 l/min) a lze získat plazmu. Účinná regulace, ochranný plyn má dobrý antioxidační účinek na roztavenou lázeň a pórovitost je minimální. Nadměrné proudění vzduchu je doprovázeno nadměrným tlakem plynu, takže část ochranného plynu se přimíchává do roztavené lázně a zvyšuje se pórovitost.
Potlačení defektů poréznosti při laserovém svařování hliníkových slitin bylo v průmyslu vždy problémem. Vzhledem k vlastnostem samotného materiálu hliníkové slitiny nelze během procesu svařování zcela zabránit jevu žádné poréznosti při svařování, ale pórovitost lze pouze snížit. Prostřednictvím optimalizace procesu před a po svařování jsme shrnuli a navrhli tři způsoby, jak potlačit poréznost pomocí experimentů, aby je mohli kolegové v oboru porovnat. Laser DOTSLASER se nezaměřuje pouze na výzkum a inovace technologie laserových produktů, ale také vyvíjí a zkoumá různé technologie laserového zpracování a těší se na diskusi s dalšími odborníky z oboru na podporu zlepšení technologie laserového zpracování v mé zemi.
