1. Esempi di applicazione
1) Scheda di giunzione
Negli anni '60, la Toyota Motor Company adottò per la prima volta la tecnologia di saldatura su misura. Consiste nel collegare due o più lamiere insieme mediante saldatura e quindi stamparle. Queste lamiere possono avere spessori, materiali e proprietà diversi. A causa dei requisiti sempre più elevati per le prestazioni e le funzioni delle automobili, come il risparmio energetico, la protezione ambientale, la sicurezza di guida, ecc., la tecnologia di saldatura su misura ha attirato sempre più attenzione. La saldatura delle lamiere può utilizzare la saldatura a punti, la saldatura di testa a flash,saldatura laser, saldatura ad arco di idrogeno, ecc. Attualmente,saldatura laserViene utilizzato principalmente nella ricerca estera e nella produzione di lamiere saldate su misura.
Confrontando i risultati dei test e dei calcoli, si è riscontrata una buona concordanza, a conferma della correttezza del modello della sorgente di calore. La larghezza del cordone di saldatura, in funzione dei diversi parametri di processo, è stata calcolata e gradualmente ottimizzata. Infine, è stato adottato un rapporto di energia del fascio di 2:1, con i due fasci disposti in parallelo: il fascio ad alta energia è posizionato al centro del cordone di saldatura, mentre quello a bassa energia è posizionato sulla piastra più spessa. Ciò consente di ridurre efficacemente la larghezza della saldatura. Quando i due fasci sono inclinati di 45 gradi l'uno rispetto all'altro, agiscono rispettivamente sulla piastra più spessa e su quella più sottile. Grazie alla riduzione del diametro effettivo del fascio di riscaldamento, anche la larghezza della saldatura diminuisce.
2) Alluminio acciaio metalli dissimili
Lo studio attuale trae le seguenti conclusioni: (1) All'aumentare del rapporto di energia del fascio, lo spessore del composto intermetallico nella stessa area di posizione dell'interfaccia saldatura/lega di alluminio diminuisce gradualmente e la distribuzione diventa più regolare. Quando RS=2, lo spessore dello strato di IMC dell'interfaccia è compreso tra 5 e 10 micron. La lunghezza massima dell'IMC libero "a forma di ago" è compresa tra 23 micron. Quando RS=0,67, lo spessore dello strato di IMC dell'interfaccia è inferiore a 5 micron e la lunghezza massima dell'IMC libero "a forma di ago" è di 5,6 micron. Lo spessore del composto intermetallico è significativamente ridotto.
(2)Quando si utilizza un laser a doppio fascio parallelo per la saldatura, lo strato di composti intermetallici (IMC) all'interfaccia saldatura/lega di alluminio risulta più irregolare. Lo spessore dello strato di IMC all'interfaccia saldatura/lega di alluminio, in prossimità del giunto acciaio/lega di alluminio, è maggiore, con uno spessore massimo di 23,7 micron. All'aumentare del rapporto di energia del fascio, quando RS=1,50, lo spessore dello strato di IMC all'interfaccia saldatura/lega di alluminio è ancora maggiore dello spessore del composto intermetallico nella stessa area del doppio fascio seriale.
3. Giunto a T in lega di alluminio-litio
Per quanto riguarda le proprietà meccaniche dei giunti saldati al laser della lega di alluminio 2A97, i ricercatori hanno studiato la microdurezza, le proprietà di trazione e le proprietà di fatica. I risultati dei test mostrano che: la zona di saldatura del giunto saldato al laser della lega di alluminio 2A97-T3/T4 è fortemente indebolita. Il coefficiente è intorno a 0,6, che è principalmente correlato alla dissoluzione e alla successiva difficoltà di precipitazione della fase di rinforzo; il coefficiente di resistenza del giunto della lega di alluminio 2A97-T4 saldato con laser a fibra IPGYLR-6000 può raggiungere 0,8, ma la plasticità è bassa, mentre la fibra IPGYLS-4000saldatura laserIl coefficiente di resistenza delle giunzioni in lega di alluminio 2A97-T3 saldate al laser è di circa 0,6; i difetti di porosità sono all'origine delle cricche da fatica nelle giunzioni in lega di alluminio 2A97-T3 saldate al laser.
Nella modalità sincrona, a seconda delle diverse morfologie cristalline, la zona di fusione (FZ) è composta principalmente da cristalli colonnari e cristalli equiassiali. I cristalli colonnari presentano un orientamento di crescita epitassiale EQZ, e le loro direzioni di crescita sono perpendicolari alla linea di fusione. Questo perché la superficie del grano EQZ funge da nucleo di nucleazione preesistente e la dissipazione del calore in questa direzione è la più rapida. Pertanto, l'asse cristallografico primario della linea di fusione verticale cresce preferenzialmente e i lati sono limitati. Man mano che i cristalli colonnari crescono verso il centro della saldatura, la morfologia strutturale cambia e si formano dendriti colonnari. Al centro della saldatura, la temperatura del bagno fuso è elevata, il tasso di dissipazione del calore è uniforme in tutte le direzioni e i grani crescono in modo equiassiale in tutte le direzioni, formando dendriti equiassiali. Quando l'asse cristallografico primario delle dendriti equiassiali è esattamente tangente al piano del campione, nella fase metallografica si possono osservare grani a forma di fiore ben definiti. Inoltre, a causa del superraffreddamento dei componenti locali nella zona di saldatura, nella zona di saldatura del giunto a T in modalità sincrona compaiono solitamente bande equiassiali a grana fine, la cui morfologia è diversa da quella della zona EQZ. Poiché il processo di riscaldamento della saldatura TSTB-LW in modalità eterogenea è diverso da quello della saldatura TSTB-LW in modalità sincrona, si osservano differenze evidenti nella macromorfologia e nella microstruttura. Il giunto a T in modalità eterogenea TSTB-LW ha subito due cicli termici, mostrando caratteristiche di doppio bagno fuso. All'interno della saldatura è presente un'evidente linea di fusione secondaria e il bagno fuso formato dalla saldatura a conduzione termica è di piccole dimensioni. Nel processo di saldatura TSTB-LW in modalità eterogenea, la saldatura a penetrazione profonda è influenzata dal processo di riscaldamento della saldatura a conduzione termica. I dendriti colonnari e i dendriti equiassiali vicini alla linea di fusione secondaria hanno meno confini di sottograno e si trasformano in cristalli colonnari o cellulari, indicando che il processo di riscaldamento della saldatura a conduzione termica ha un effetto di trattamento termico sulle saldature a penetrazione profonda. E la dimensione del grano dei dendriti al centro della saldatura a conduzione termica è di 2-5 micron, che è molto più piccola della dimensione del grano dei dendriti al centro della saldatura a penetrazione profonda (5-10 micron). Ciò è principalmente correlato al riscaldamento massimo delle saldature su entrambi i lati. La temperatura è correlata alla successiva velocità di raffreddamento.
3) Principio della saldatura a doppio raggio laser per rivestimento di polveri
4)Elevata resistenza delle giunzioni di saldatura
Nell'esperimento di saldatura a deposizione di polvere laser a doppio raggio, poiché i due raggi laser sono distribuiti fianco a fianco su entrambi i lati del filo del ponte, la portata del laser e del substrato è maggiore rispetto a quella della saldatura a deposizione di polvere laser a raggio singolo e i giunti di saldatura risultanti sono verticali rispetto al filo del ponte. La direzione del filo è relativamente allungata. La Figura 3.6 mostra i giunti di saldatura ottenuti mediante saldatura a deposizione di polvere laser a raggio singolo e a doppio raggio. Durante il processo di saldatura, sia che si tratti di un doppio raggiosaldatura lasermetodo o un singolo raggiosaldatura lasermetodo, un certo bagno fuso si forma sul materiale di base attraverso la conduzione del calore. In questo modo, il metallo fuso del materiale di base nel bagno fuso può formare un legame metallurgico con la polvere di lega autoflussante fusa, realizzando così la saldatura. Quando si utilizza un laser a doppio raggio per la saldatura, l'interazione tra il raggio laser e il materiale di base è l'interazione tra le aree di azione dei due raggi laser, cioè l'interazione tra i due bagni fusi formati dal laser sul materiale. In questo modo, la nuova area di fusione risultante è più grande di quella del singolo raggiosaldatura laser, quindi le giunzioni di saldatura ottenute con doppio fasciosaldatura lasersono più resistenti del raggio singolosaldatura laser.
2. Elevata saldabilità e ripetibilità
Nel fascio singolosaldatura laseresperimento, poiché il centro del punto focale del laser agisce direttamente sul filo del microponte, il filo del ponte ha requisiti molto elevati per ilsaldatura laserI parametri di processo, come la distribuzione non uniforme della densità di energia laser e lo spessore non uniforme della polvere di lega, possono causare la rottura del filo durante il processo di saldatura e persino la vaporizzazione diretta del filo del ponte. Nel metodo di saldatura laser a doppio raggio, poiché i centri dei punti focali dei due raggi laser non agiscono direttamente sui microfili del ponte, i requisiti stringenti per i parametri del processo di saldatura laser dei fili del ponte vengono ridotti, con conseguente notevole miglioramento della saldabilità e della ripetibilità.
Data di pubblicazione: 17 ottobre 2023
