Лазерная сварка - одно из первых применений в промышленной лазерной обработке материалов. В большинстве ранних применений сварные швы, полученные с помощью лазера, имеют более высокое качество, что повышает производительность. С развитием типов лазеров источники лазерного излучения теперь имеют более высокую мощность, другие длины волн и более широкий диапазон импульсной способности. Кроме того, распространение луча, аппаратное и программное обеспечение управления машиной, а также датчики процесса - все это способствует лучшему развитию процесса лазерной сварки.
Лазерная сварка имеет уникальные преимущества, в том числе низкое тепловложение, узкую зону плавления и зону термического влияния, а также отличные механические свойства материалов, которые ранее были трудными для использования в процессах, которые производят большое количество тепла, подводимого к деталям. Эти свойства делают сварной шов, образованный лазерной сваркой, более прочным и привлекательным по внешнему виду. Кроме того, время схватывания, необходимое для лазерной сварки, намного меньше. В сочетании с лазерным датчиком слежения можно реализовать автоматизацию, что снизит стоимость продукта. Все эти новые технологии еще больше расширили область применения лазерной сварки. Во многих отраслях промышленности успешно применяется сварка волоконным лазером с использованием различных металлов, деталей форм, размеров и объемов.
1.Сварка аккумуляторных батарей
Растущее использование литиевых батарей в электромобилях и многих электронных устройствах означает, что инженеры используют сварку волоконным лазером при проектировании изделий. Токоведущие компоненты, генерируемые медью или алюминиевым сплавом, соединяются с серией батарей в батарее с помощью оптоволоконной лазерной сварки. Лазерная сварка алюминиевого сплава (обычно серии 3000) и чистой меди для образования электрического контакта с положительным и отрицательным электродами батареи. Все материалы и комбинации материалов, используемые в батарее, являются кандидатами для нового процесса сварки волоконным лазером. Внутри аккумуляторной батареи выполняются различные соединения внахлест, стыковые и угловые сварные швы. Лазерная приварка материала наконечника к отрицательной и положительной клеммам приведет к образованию компактного электрического контакта. Заключительный этап сборки и сварки аккумуляторной батареи, а именно герметизация стыка алюминиевого бака, создает барьер для внутреннего электролита. Поскольку предполагается, что аккумулятор будет надежно работать в течение 10 и более лет, выбор лазерной сварки всегда может быть качественным. Используя правильное оборудование и технологию для лазерной сварки оптоволоконным кабелем, при лазерной сварке можно неизменно получать высококачественные сварные швы из алюминиевого сплава серии 3000.
2. прецизионная обработка сваркой
Изначально уплотнения, используемые на судах, химических нефтеперерабатывающих заводах и в фармацевтической промышленности, были сварены методом TIG. Поскольку они используются в чувствительных средах, эти компоненты подвергаются прецизионной механической обработке и шлифовке с использованием материалов из сплава на основе никеля, обладающих жаростойкостью и стойкостью к химической коррозии. Размер партии обычно небольшой, а количество настроек велико. Понятно, что в настоящее время сборка этих компонентов была улучшена за счет сварки оптоволоконным лазером. Причины использования волоконной лазерной сварки для замены раннего процесса роботизированной дуговой сварки включают: стабильное качество лазерной сварки; Легко преобразовать одну конфигурацию компонента в другую, чтобы сократить время настройки и улучшить производительность; Стоимость снижается за счет сборки датчика лазерного слежения для автоматизации процесса лазерной сварки.
Герметичная электроника в медицинских устройствах, таких как кардиостимуляторы и другая электроника, сделала сварку волоконным лазером предпочтительным процессом для приложений, требующих высочайшей надежности. Последняя разработка процесса газонепроницаемой сварки решила проблемы, связанные с лазерной сваркой и конечной точкой сварного шва, которая является ключевым моментом для завершения газонепроницаемого уплотнения. В предыдущей технологии лазерной сварки, когда лазерный луч выключен, даже при уменьшении мощности лазера в конечной точке будет образовываться депрессия. Усовершенствованное управление лазерным лучом устраняет углубления в тонких и глубоких сварных швах. Результат - стабильное качество сварки, отсутствие пористости в конечной точке, улучшенный внешний вид и более надежное уплотнение.
Сварка волоконным лазером авиационных сплавов на основе никеля и титана требует контроля геометрии сварного шва и микроструктуры сварного шва, включая минимизацию пористости и контроль размера зерна. Во многих аэрокосмических приложениях усталостные характеристики сварных швов являются ключевым критерием проектирования. Поэтому инженер-конструктор почти всегда указывает, что сварочная поверхность должна быть выпуклой или слегка выпуклой для повышения прочности сварки. Для этого используется линия розлива диаметром 1,2 мм для автоматизированного процесса. Добавление присадочной проволоки в стыковое соединение приведет к получению однородных сварных коронок на верхнем и нижнем проходах. Обеспечивая хорошую микроструктуру сварного шва, выбор сплава сварочной проволоки также влияет на механические свойства сварного шва.
5. сварка разнородных металлов
Возможность изготовления изделий из различных металлов и сплавов значительно повышает гибкость проектирования и производства. Оптимизация свойств готовой продукции, таких как устойчивость к коррозии, износу и жаропрочности, при одновременном контроле затрат является распространенной мотивацией для сварки разнородных металлов. Пример соединения нержавеющей стали и оцинкованной стали. Благодаря своей превосходной коррозионной стойкости нержавеющая сталь 304 и оцинкованная углеродистая сталь широко используются в различных областях, таких как кухонные приборы и авиационные компоненты. Этот процесс представляет некоторые особые проблемы, особенно потому, что цинковое покрытие создает серьезные проблемы с пористостью сварного шва. Во время сварки энергия, необходимая для плавления стали и нержавеющей стали, приведет к испарению цинка при температуре около 900 ℃, что намного ниже, чем температура плавления нержавеющей стали. Низкая температура кипения цинка приводит к образованию пара при сварке в замочную скважину. При попытке уйти из расплавленного металла пары цинка могут остаться в затвердевшем сварном шве, что приведет к чрезмерной пористости сварного шва. В некоторых случаях пары цинка улетучиваются при затвердевании металла, что приводит к образованию пор или шероховатости на сварочной поверхности. Чистовая и механическая сварка могут быть легко выполнены за счет соответствующей конструкции соединения и выбора параметров лазерного процесса. На верхней и нижней поверхностях сварных швов из нержавеющей стали 304 толщиной 0,6 мм и оцинкованной стали толщиной 0,5 мм отсутствуют трещины или поры.
