Ensiklopedia Pengetahuan Kimpalan: Perbincangan Ringkas tentang Pengelasan
dan Proses Kimpalan Kimpalan Laser
Dalam pengeluaran perindustrian, kimpalan laser telah lama digunakan dalam bidang aeroangkasa,kimpalan ketepatan tinggi, dan kimpalan bahan khas. Dengan perkembangan industri dan kemajuan teknologi, kimpalan laser kini semakin banyak digunakan dalam kimpalan bahan biasa. Hari ini, kita akan membincangkan klasifikasi kimpalan laser. Kimpalan laser ialah kaedah kimpalan yang cekap dan tepat yang menggunakan pancaran laser berketumpatan tenaga tinggi sebagai sumber haba untuk menggabungkan bahan bersama. Ia mempunyai banyak kelebihan, seperti kelajuan kimpalan yang pantas, ubah bentuk yang kecil, keperluan yang rendah untuk persekitaran kimpalan, ketumpatan kuasa yang tinggi, tiada pengaruh daripada medan magnet, tiada had kepada bahan konduktif, tiada keperluan untuk keadaan kerja vakum, dan tiada penjanaan sinar-X semasa proses kimpalan.
Kimpalan laser boleh dikelaskan dari perspektif yang berbeza:
- Pengelasan mengikut mod tenaga output laser:
- Kimpalan laser berterusan: Bentuk kimpalan yang berterusan dan tidak terganggu dibentuk semasa proses kimpalan.
- Kimpalan laser berdenyutOleh kerana input tenaga ke permukaan bahagian yang dikimpal adalah sekejap-sekejap, setiap titik cahaya berdenyut bertindak pada permukaan benda kerja yang dikimpal untuk membentuk titik kimpal bulat. Bentuk kimpal yang berbeza boleh diperolehi mengikut parameter laser yang berbeza.
- Pengelasan mengikut ketumpatan kuasa titik laser yang difokuskan:
- Kimpalan pengaliran haba laser: Ketumpatan kuasa agak rendah, biasanya kurang daripada 10⁵ W/cm². Laser menghantar tenaga ke permukaan bahan kerja yang dikimpal, memanaskan permukaan logam pada suhu antara takat lebur dan takat didih. Haba dipindahkan ke bahagian dalam logam melalui pengaliran haba untuk membentuk kimpalan, yang serupa dengan lengai tungsten.kimpalan gas (TIG).
- Kimpalan penembusan dalam laser (kimpalan lubang kunci): Apabila ketumpatan kuasa laser yang bertindak pada permukaan logam lebih besar daripada 10⁵ W/cm², pancaran laser berkuasa tinggi bertindak pada permukaan bahan logam, menyebabkan pencairan setempat dan membentuk "lubang kunci". Pancaran laser menembusi bahagian dalam kolam cair melalui "lubang kunci" untuk membentuk kimpalan.
- Pengelasan mengikut mod kawalan:
- Mesin kimpalan laser manual
- Mesin kimpalan laser automatik
- Mesin kimpalan laser Galvo
- Pengelasan mengikut jenis laser:
- Mesin kimpalan laser YAG
- Mesin kimpalan laser semikonduktor
- Mesin kimpalan laser gentian
1. Kimpalan Laser Terbang
Kimpalan laser terbang menggabungkan kelebihan kimpalan jarak jauh, galvanometer dan manipulator, dan dilengkapi dengan perisian pemprosesan grafik profesional untuk mencapai kimpalan berbilang trajektori serta-merta dalam ruang tiga dimensi.
Aplikasi Utama:
Ia digunakan untuk produk seperti badan kereta, tempat duduk dan alat ganti kereta biasa. Dari segi bahan, ia boleh digunakan untuk pelbagai bahan biasa seperti plat keluli, plat gulung sejuk dan aloi aluminium, serta bahan komposit dan bahan aloi seperti aloi magnesium-aluminium.
★ Kelebihan:
- Sesuai dengan sebarang bentuk kimpalan
- Sesuai untuk sebarang arah kimpalan
- Pengedaran kimpalan/titik yang ditentukan pengguna
- Pengagihan tekanan yang dioptimumkan
- Mampu melakukan kimpalan titik berkelajuan tinggi, kimpalan jahitan, kimpalan pusingan, kimpalan punggung, kimpalan fillet dan kimpalan bertindih
- Penyegerakan masa nyata antara kepala kimpalan dan robot untuk mempercepatkan proses kimpalan laser
- Keperluan ruang lantai yang lebih kecil
- Kos penyelenggaraan dan logistik yang lebih rendah
2. Kimpalan Laser Lingkaran
Ia merupakan kaedah kimpalan laser dengan ayunan laser baji berganda, yang direalisasikan dengan melengkapkan modul goyangan khas pada kepala kimpalan. Ini membolehkan titik cahaya yang difokuskan membentuk kimpalan lingkaran sementara kepala kimpalan bergerak.
Aplikasi Utama:
Kimpalan engsel, penukar haba, penukar haba tiub, kimpalan tiub tebal dalam industri petroleum dan gas asli, kimpalan bebibir dan kimpalan aloi aluminium, dsb.
★ Kelebihan:
- Kimpalan yang lebih luas
- Kebolehulangan pemprosesan/kestabilan proses yang sangat tinggi
- Pembentukan kimpalan yang lebih baik
- Pemprosesan pasca yang lebih mudah dan permukaan bahan kerja yang dikimpal lebih licin
- Keupayaan kimpalan aloi aluminium yang sangat baik
3. Pematerian Laser
Pematrian laser merujuk kepada kaedah yang menggunakan logam pengisi dengan takat lebur yang lebih rendah daripada logam asas. Logam pengisi pematrian dipanaskan pada suhu yang lebih tinggi daripada takat leburnya tetapi lebih rendah daripada suhu lebur logam asas. Logam pengisi pematrian cecair membasahi logam asas, mengisi jurang sambungan, dan meresap dengan logam asas untuk merealisasikan sambungan bahagian yang dikimpal.
Aplikasi Utama:
Kimpalan struktur rangka badan aluminium, seperti sambungan antara bumbung dan dinding sisi, dan pintu.
★ Kelebihan:
- Mengurangkan kecacatan kimpalan laser tulen, seperti liang pori, retakan dan jurang pemasangan produk yang berlebihan
- Meningkatkan kekuatan kimpalan dan menghasilkan manik kimpalan yang sempurna
- Hanya logam pengisi pateri yang cair semasa pateri, manakala logam asas tidak
- Ubah bentuk kecil pada sambungan yang dipateri, penampilan yang licin dan estetik, sesuai untuk ketepatan kimpalan, komponen kompleks yang diperbuat daripada bahan yang berbeza
- Zon kecil yang terjejas haba dan kekuatan mampatan yang tinggi
4. Kimpalan Berisi Wayar Laser
Kimpalan berisi dawai laser ialah kaedah yang menggunakan logam pengisi dengan bahan yang sama atau serupa dengan logam asas. Logam asas dan logam pengisi pateri dicairkan dan kemudian dipejalkan untuk membentuk kimpalan.
Aplikasi Utama:
Kimpalan seluruh bahagian struktur badan kenderaan dan alat ganti auto.
★ Kelebihan:
- Mengurangkan kecacatan kimpalan laser tulen, seperti liang dan retakan
- Meningkatkan kadar kelayakan produk yang dikimpal dan membolehkan jurang yang sedikit lebih besar antara produk yang dikimpal
- Logam asas cair semasa kimpalan, dan kekuatan kimpalan adalah lebih tinggi daripada logam asas
5. Pematerian Berayun
Ia mengintegrasikan fungsi pembentukan rasuk dan pengesanan kimpalan ke dalam peralatan yang sama melalui ALO3. Wayar pengisi boleh digunakan sebagai sensor mekanikal.
Aplikasi Utama:
Pematrian laser badan putih, terutamanya termasuk pematrian laser penutup bumbung dan penutup but, serta pematrian alat ganti kereta. Turun naik alat ganti dan ralat lekapan sering meningkatkan kesukaran pematrian laser dengan ketara, yang membawa kepada penyahpepijatan proses kimpalan laser yang sangat sukar. Walau bagaimanapun, pematrian berayun boleh melaraskan arah kimpalannya sendiri dengan berkesan. Dengan fungsi penjejakan kimpalan dan pampasan panjang fokus automatik, ia membolehkan pancaran laser mudah dipandu dan difokuskan, menyedari perubahan arah, mempunyai automasi yang tinggi, kelajuan kimpalan yang pantas dan kecekapan yang tinggi, sekali gus mengekalkan kualiti kimpalan.
★ Kelebihan:
- Penjejakan kimpalan untuk menentukan trajektori kimpalan bahan kerja dalam masa nyata
- Pelarasan adaptif trajektori kimpalan dalam tiga arah XYZ mengikut sisihan bahan kerja yang berbeza untuk mendapatkan kualiti kimpalan yang baik
- Meningkatkan kadar ketekalan kimpalan produk
6. Pematerian Tiga Titik
Modul dwi-titik ditambah pada kanta. Semasa kimpalan, modul tiga-titik dalam optik pateri mengagihkan satu rasuk kepada tiga rasuk, menyediakan penyelesaian untuk pateri kepingan keluli tergalvani celup panas dan menjadikan kimpalan lebih rata tanpa retak.
Aplikasi Utama:
Pematerian badan putih aloi aluminium, pematerian laser penutup bumbung dan penutup but, dan pematerian alat ganti auto, dsb.
★ Kelebihan:
- Proses pematerian yang lebih stabil dan andal
- Kelajuan yang lebih pantas
- Kekuatan yang lebih tinggi
- Kualiti penampilan kimpalan lembaran tergalvani celup panas yang lebih baik
- Proses pembersihan dalam talian
- Pelarasan tenaga dinamik
7. Kimpalan Hibrid Pelbagai Panjang Gelombang
Kimpalan hibrid berbilang panjang gelombangmerupakan proses kimpalan inovatif yang dipelopori oleh Lianying Laser. Ia menindih dua pancaran laser dengan panjang gelombang yang berbeza, menjadikan paksi kedua-dua pancaran tersebut selari di ruang angkasa. Laser panjang gelombang utama digunakan terutamanya untuk kimpalan, manakala laser panjang gelombang sekunder digunakan terutamanya untuk memanaskan dawai kimpalan dan logam asas, sekali gus mengurangkan kadar penyejukan logam cair dalam kolam kimpalan. Ia amat sesuai untuk aloi aluminium, aloi magnesium, aloi kuprum, dan sebagainya.
★ Kelebihan:
- Mengurangkan kandungan liang pori
- Meningkatkan kestabilan manik kimpalan dan meningkatkan kecekapan kimpalan
- Berkesan melegakan tekanan haba, mengurangkan retakan, meningkatkan kekuatan kimpalan, dan menghasilkan manik kimpalan dengan penampilan yang agak seragam
Kesimpulannya, pada masa ini, dalam industri laser secara keseluruhan, teknologi dan peralatan asing masih menerajui kedudukan utama. Mereka telah maju secara komprehensif dalam semua aspek, daripada hos laser dan kepala pemprosesan optik hinggalah kepada peralatan tambahan seperti penyejuk, meter kuasa, pemantauan dalam kimpalan, pemeriksaan pasca kimpalan, dan penentukuran TCP. Perusahaan domestik sedang berusaha sedaya upaya untuk mengejar ketinggalan. Walau bagaimanapun, dalam bidang aplikasi kimpalan laser, China telah menjadi agak hampir dengan tahap maju antarabangsa, dengan beberapa perusahaan berkualiti tinggi muncul dan mencapai keputusan yang cemerlang.
Masa siaran: 05-Sep-2025
