Kimpalan ialah proses penyambungan dua atau lebih logam bersama-sama melalui penggunaan haba. Kimpalan biasanya melibatkan pemanasan bahan ke takat leburnya supaya logam asas cair untuk mengisi jurang antara sambungan, membentuk sambungan yang kuat. Kimpalan laser ialah kaedah penyambungan yang menggunakan laser sebagai sumber haba.
Ambil bateri kuasa kes segi empat sama sebagai contoh: teras bateri disambungkan oleh laser melalui pelbagai bahagian. Sepanjang proses kimpalan laser, kekuatan sambungan bahan, kecekapan pengeluaran, dan kadar kecacatan adalah tiga isu yang lebih dibimbangkan oleh industri. Kekuatan sambungan bahan boleh dicerminkan oleh kedalaman dan lebar penembusan metalografi (berkaitan rapat dengan sumber cahaya laser); kecekapan pengeluaran terutamanya berkaitan dengan keupayaan pemprosesan sumber cahaya laser; kadar kecacatan terutamanya berkaitan dengan pemilihan sumber cahaya laser; oleh itu, artikel ini membincangkan sumber biasa di pasaran. Perbandingan mudah beberapa sumber cahaya laser dijalankan, dengan harapan dapat membantu rakan pembangun proses.
Keranakimpalan laserPada asasnya, ia merupakan proses penukaran cahaya kepada haba, beberapa parameter utama yang terlibat adalah seperti berikut: kualiti pancaran (BBP, M2, sudut pencapahan), ketumpatan tenaga, diameter teras, bentuk agihan tenaga, kepala kimpalan adaptif, pemprosesan. Tingkap proses dan bahan yang boleh diproses digunakan terutamanya untuk menganalisis dan membandingkan sumber cahaya laser dari arah ini.
Perbandingan Laser Mod Tunggal-Multimod
Takrifan berbilang mod mod tunggal:
Mod tunggal merujuk kepada corak taburan tenaga laser tunggal pada satah dua dimensi, manakala berbilang mod merujuk kepada corak taburan tenaga ruang yang dibentuk oleh superposisi berbilang corak taburan. Secara amnya, saiz faktor kualiti pancaran M2 boleh digunakan untuk menilai sama ada output laser gentian adalah mod tunggal atau berbilang mod: M2 kurang daripada 1.3 ialah laser mod tunggal tulen, M2 antara 1.3 dan 2.0 ialah laser kuasi mod tunggal (beberapa mod), dan M2 lebih besar daripada 2.0. Untuk laser berbilang mod.
Keranakimpalan laserPada asasnya, ia merupakan proses penukaran cahaya kepada haba, beberapa parameter utama yang terlibat adalah seperti berikut: kualiti pancaran (BBP, M2, sudut pencapahan), ketumpatan tenaga, diameter teras, bentuk agihan tenaga, kepala kimpalan adaptif, pemprosesan. Tingkap proses dan bahan yang boleh diproses digunakan terutamanya untuk menganalisis dan membandingkan sumber cahaya laser dari arah ini.
Perbandingan Laser Mod Tunggal-Multimod
Takrifan berbilang mod mod tunggal:
Mod tunggal merujuk kepada corak taburan tenaga laser tunggal pada satah dua dimensi, manakala berbilang mod merujuk kepada corak taburan tenaga ruang yang dibentuk oleh superposisi berbilang corak taburan. Secara amnya, saiz faktor kualiti pancaran M2 boleh digunakan untuk menilai sama ada output laser gentian adalah mod tunggal atau berbilang mod: M2 kurang daripada 1.3 ialah laser mod tunggal tulen, M2 antara 1.3 dan 2.0 ialah laser kuasi mod tunggal (beberapa mod), dan M2 lebih besar daripada 2.0. Untuk laser berbilang mod.
Seperti yang ditunjukkan dalam rajah: Rajah b menunjukkan taburan tenaga bagi satu mod asas, dan taburan tenaga dalam sebarang arah yang melalui pusat bulatan adalah dalam bentuk lengkung Gaussian. Gambar a menunjukkan taburan tenaga berbilang mod, iaitu taburan tenaga ruang yang dibentuk oleh superposisi berbilang mod laser tunggal. Hasil daripada superposisi berbilang mod ialah lengkung atas rata.
Laser mod tunggal biasa: IPG YLR-2000-SM, SM ialah singkatan Mod Tunggal. Pengiraan menggunakan fokus kolimat 150-250 untuk mengira saiz titik fokus, ketumpatan tenaga ialah 2000W, dan ketumpatan tenaga fokus digunakan untuk perbandingan.
Perbandingan mod tunggal dan berbilang modkimpalan laserkesan
Laser mod tunggal: diameter teras kecil, ketumpatan tenaga tinggi, keupayaan penembusan yang kuat, zon terjejas haba kecil, serupa dengan pisau tajam, amat sesuai untuk mengimpal plat nipis dan kimpalan berkelajuan tinggi, dan boleh digunakan dengan galvanometer untuk memproses bahagian kecil dan bahagian yang sangat mencerminkan (bahagian yang sangat mencerminkan) telinga, kepingan penyambung, dll.), seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas, mod tunggal mempunyai lubang kunci yang lebih kecil dan jumlah wap logam tekanan tinggi dalaman yang terhad, jadi ia secara amnya tidak mempunyai kecacatan seperti liang dalaman. Pada kelajuan rendah, penampilannya kasar tanpa meniup udara pelindung. Pada kelajuan tinggi, perlindungan ditambah. Kualiti pemprosesan gas adalah baik, kecekapannya tinggi, kimpalan licin dan rata, dan kadar alahnya tinggi. Ia sesuai untuk kimpalan timbunan dan kimpalan penembusan.
Laser berbilang mod: Diameter teras yang besar, ketumpatan tenaga yang sedikit lebih rendah daripada laser mod tunggal, pisau tumpul, lubang kunci yang lebih besar, struktur logam yang lebih tebal, nisbah kedalaman-ke-lebar yang lebih kecil, dan pada kuasa yang sama, kedalaman penembusan adalah 30% lebih rendah daripada laser mod tunggal, jadi ia sesuai digunakan untuk pemprosesan kimpalan punggung dan pemprosesan plat tebal dengan jurang pemasangan yang besar.
Kontras Laser Cincin Komposit
Kimpalan hibrid: Pancaran laser semikonduktor dengan panjang gelombang 915nm dan pancaran laser gentian dengan panjang gelombang 1070nm digabungkan dalam kepala kimpalan yang sama. Kedua-dua pancaran laser diagihkan secara sepaksi dan satah fokus kedua-dua pancaran laser boleh dilaraskan secara fleksibel, supaya produk mempunyai kedua-dua semikonduktorkimpalan laserkeupayaan selepas kimpalan. Kesannya cerah dan mempunyai kedalaman gentiankimpalan laser.
Semikonduktor sering menggunakan titik cahaya yang besar lebih daripada 400um, yang terutamanya bertanggungjawab untuk memanaskan bahan, mencairkan permukaan bahan, dan meningkatkan kadar penyerapan laser gentian bahan (kadar penyerapan laser bahan meningkat apabila suhu meningkat).
Laser cincin: Dua modul laser gentian memancarkan cahaya laser, yang dihantar ke permukaan bahan melalui gentian optik komposit (gentian optik cincin dalam gentian optik silinder).
Dua pancaran laser dengan titik anulus: cincin luar bertanggungjawab untuk mengembangkan bukaan lubang kunci dan mencairkan bahan, dan laser cincin dalam bertanggungjawab untuk kedalaman penembusan, membolehkan kimpalan percikan ultra rendah. Diameter teras kuasa laser cincin dalam dan luar boleh dipadankan secara bebas, dan diameter teras boleh dipadankan secara bebas. Tetingkap proses lebih fleksibel daripada pancaran laser tunggal.
Perbandingan kesan kimpalan komposit-bulat
Oleh kerana kimpalan hibrid merupakan gabungan kimpalan kekonduksian terma semikonduktor dan kimpalan penembusan dalam gentian optik, penembusan cincin luar adalah lebih cetek, struktur metalografi lebih tajam dan langsing; pada masa yang sama, penampilannya adalah kekonduksian terma, kolam lebur mempunyai turun naik yang kecil, julat yang besar, dan kolam lebur lebih stabil, mencerminkan penampilan yang lebih lancar.
Oleh kerana laser cincin merupakan gabungan kimpalan penembusan dalam dan kimpalan penembusan dalam, cincin luar juga boleh menghasilkan kedalaman penembusan, yang boleh mengembangkan bukaan lubang kunci dengan berkesan. Kuasa yang sama mempunyai kedalaman penembusan yang lebih besar dan metalografi yang lebih tebal, tetapi pada masa yang sama, kestabilan kolam lebur sedikit kurang daripada turun naik semikonduktor gentian optik sedikit lebih besar daripada kimpalan komposit, dan kekasarannya agak besar.
Masa siaran: 20 Okt-2023
