La tecnologia di giunzione laser, o tecnologia di saldatura laser, utilizza un raggio laser ad alta potenza per focalizzare e regolare l'irradiazione della superficie del materiale. La superficie del materiale assorbe l'energia laser e la converte in energia termica, provocando il riscaldamento e la fusione locale del materiale, seguiti da raffreddamento e solidificazione per ottenere la giunzione di materiali omogenei o dissimili. Il processo di saldatura laser richiede una densità di potenza laser di 104a 108W/cm2Rispetto ai metodi di saldatura tradizionali, la saldatura laser presenta i seguenti vantaggi.
La tecnologia di giunzione laser, o tecnologia di saldatura laser, utilizza un raggio laser ad alta potenza per focalizzare e regolare l'irradiazione della superficie del materiale. La superficie del materiale assorbe l'energia laser e la converte in energia termica, provocando il riscaldamento e la fusione locale del materiale, seguiti da raffreddamento e solidificazione per ottenere la giunzione di materiali omogenei o dissimili. Il processo di saldatura laser richiede una densità di potenza laser di 104a 108W/cm2Rispetto ai metodi di saldatura tradizionali, la saldatura laser presenta i seguenti vantaggi.
1-nuvola di plasma, 2-materiale in fusione, 3-foro della serratura, 4-profondità di fusione
A causa della presenza del foro passante, il raggio laser, dopo aver irradiato l'interno del foro passante, aumenterà l'assorbimento del laser da parte del materiale e promuoverà la formazione del bagno di fusione dopo la diffusione e altri effetti; i due metodi di saldatura vengono confrontati come segue.
La figura sopra illustra il processo di saldatura laser dello stesso materiale e della stessa sorgente luminosa; il meccanismo di conversione dell'energia avviene solo attraverso il foro di penetrazione. Il foro e il metallo fuso vicino alla parete del foro si muovono con l'avanzamento del raggio laser. Il metallo fuso allontana il foro di penetrazione dall'aria rimasta, che viene poi riempita e, dopo la condensazione, forma un cordone di saldatura.
Se il materiale da saldare è costituito da metalli diversi, l'esistenza di differenze nelle proprietà termiche avrà un grande impatto sul processo di saldatura, come ad esempio le differenze nei punti di fusione, nella conducibilità termica, nel calore specifico e nei coefficienti di dilatazione termica dei diversi materiali, con conseguenti tensioni di saldatura, deformazioni dovute alla saldatura e cambiamenti nelle condizioni di cristallizzazione del metallo del giunto saldato, causando una diminuzione delle proprietà meccaniche della saldatura.
Pertanto, a seconda delle diverse caratteristiche della scena di saldatura, il processo di saldatura si è evoluto in saldatura laser a riempimento, brasatura laser, saldatura laser a doppio raggio, saldatura laser composita, ecc.
Saldatura a filo laser
Nel processo di saldatura laser di leghe di alluminio, titanio e rame, a causa del basso assorbimento della luce laser (<10%) da parte di questi materiali, il plasma fotogenerato presenta una certa schermatura della luce laser, con conseguente facile formazione di spruzzi e conseguente comparsa di difetti quali porosità e cricche. Inoltre, la qualità della saldatura risulta compromessa anche quando la distanza tra i pezzi è maggiore del diametro del punto durante la deposizione per sputtering di lamiere sottili.
Per risolvere i problemi sopra descritti, è possibile ottenere un risultato di saldatura migliore utilizzando il metodo del materiale d'apporto. Il materiale d'apporto può essere costituito da filo o polvere, oppure si può utilizzare un metodo di riempimento preimpostato. Grazie al piccolo punto di focalizzazione, la saldatura risulta più stretta e presenta una forma leggermente convessa in superficie dopo l'applicazione del materiale d'apporto.
Brasatura laser
A differenza della saldatura per fusione, che fonde simultaneamente due parti da saldare, la brasatura prevede l'aggiunta di un materiale d'apporto con un punto di fusione inferiore a quello del materiale di base sulla superficie di saldatura, la fusione del materiale d'apporto per riempire lo spazio a una temperatura inferiore al punto di fusione del materiale di base e superiore al punto di fusione del materiale d'apporto, e infine la condensazione per formare una saldatura solida.
La brasatura è adatta per dispositivi microelettronici termosensibili, piastre sottili e materiali metallici volatili.
Inoltre, può essere ulteriormente classificata in brasatura dolce (<450 °C) e brasatura dura (>450 °C) a seconda della temperatura alla quale viene riscaldato il materiale di brasatura.
Saldatura laser a doppio raggio
La saldatura a doppio raggio consente un controllo flessibile e pratico del tempo e della posizione di irradiazione laser, regolando così la distribuzione dell'energia.
Viene utilizzato principalmente per la saldatura laser di leghe di alluminio e magnesio, per la saldatura di giunzioni e sovrapposizioni di lamiere nel settore automobilistico, per la brasatura laser e la saldatura a fusione profonda.
Il doppio fascio può essere ottenuto tramite due laser indipendenti o mediante la divisione del fascio con un divisore di fascio.
I due fasci possono essere una combinazione di laser con diverse caratteristiche nel dominio del tempo (pulsati o continui), diverse lunghezze d'onda (infrarosso medio o visibile) e diverse potenze, che possono essere selezionate in base al materiale effettivamente lavorato.
4. Saldatura laser di materiali compositi
A causa dell'utilizzo del raggio laser come unica fonte di calore, la saldatura laser a singola fonte di calore presenta un basso tasso di conversione e utilizzo dell'energia, e l'interfaccia tra il materiale di base e il pezzo da saldare è soggetta a disallineamenti, porosità, crepe e altri difetti. Per ovviare a questi problemi, è possibile utilizzare le caratteristiche di riscaldamento di altre fonti di calore per migliorare il riscaldamento del laser sul pezzo, tecnica comunemente chiamata saldatura laser composita.
La forma principale di saldatura composita laser è la saldatura composita di laser e arco elettrico, 1 + 1 > 2 l'effetto è il seguente.
dopo il raggio laser vicino all'arco applicato,la densità elettronica è significativamente ridotta, la nube di plasma generata dalla saldatura laser viene diluita, chepuò migliorare notevolmente il tasso di assorbimento del laser, mentre il preriscaldamento dell'arco sul materiale di base aumenterà ulteriormente il tasso di assorbimento del laser.
2. l'elevato utilizzo energetico dell'arco e il totaleL'utilizzo dell'energia aumenterà.
3, l'area di azione della saldatura laser è piccola, è facile causare il disallineamento della porta di saldatura, mentre l'azione termica dell'arco è grande, il che puòridurre il disallineamento della porta di saldaturaAllo stesso tempo, ilLa qualità della saldatura e l'efficienza dell'arco risultano migliorate.grazie all'effetto di focalizzazione e guida del raggio laser sull'arco.
4, saldatura laser con elevata temperatura di picco, ampia zona termicamente alterata, rapido raffreddamento e velocità di solidificazione, facile generazione di crepe e pori; mentre la zona termicamente alterata dell'arco è piccola, il che può ridurre il gradiente di temperatura, raffreddamento, velocità di solidificazione,può ridurre ed eliminare la formazione di pori e crepe.
Esistono due forme comuni di saldatura composita laser-arco: la saldatura composita laser-TIG (come mostrato di seguito) e la saldatura composita laser-MIG.
Esistono anche altre forme di saldatura, come la saldatura laser e ad arco plasma, e la saldatura combinata laser e a induzione.
Informazioni su MavenLaser
Maven Laser è leader in Cina nell'applicazione dell'industrializzazione laser e fornitore autorevole di soluzioni globali per la lavorazione laser. Comprendiamo a fondo le tendenze di sviluppo del settore manifatturiero, arricchiamo costantemente i nostri prodotti e soluzioni, ci impegniamo a esplorare l'integrazione di automazione, informatizzazione e intelligenza nel settore manifatturiero, fornendo apparecchiature per la saldatura laser, la marcatura laser, la pulizia laser e il taglio laser di gioielli in oro e argento per diversi settori, comprese le serie a piena potenza, ed espandiamo continuamente la nostra influenza nel campo delle apparecchiature laser.
Data di pubblicazione: 13 gennaio 2023
