La saldatura è un processo di unione di due o più metalli attraverso l'applicazione di calore. La saldatura in genere comporta il riscaldamento di un materiale fino al suo punto di fusione in modo che il metallo di base si sciolga per riempire gli spazi tra i giunti, formando una forte connessione. La saldatura laser è un metodo di connessione che utilizza il laser come fonte di calore.
Prendiamo come esempio la batteria con involucro quadrato: il nucleo della batteria è collegato tramite laser attraverso più parti. Durante l'intero processo di saldatura laser, la resistenza della connessione del materiale, l'efficienza produttiva e il tasso di difetti sono tre questioni di cui l'industria è maggiormente preoccupata. La forza della connessione del materiale può essere riflessa dalla profondità e dalla larghezza di penetrazione metallografica (strettamente correlata alla sorgente di luce laser); l'efficienza produttiva è principalmente legata alla capacità di elaborazione della sorgente luminosa laser; il tasso di difetti è legato principalmente alla scelta della sorgente luminosa laser; pertanto, questo articolo discute quelli comuni sul mercato. Viene condotto un semplice confronto tra diverse sorgenti di luce laser, nella speranza di aiutare gli altri sviluppatori di processi.
Perchésaldatura laserè essenzialmente un processo di conversione luce-calore, diversi parametri chiave coinvolti sono i seguenti: qualità del fascio (BBP, M2, angolo di divergenza), densità di energia, diametro del nucleo, forma di distribuzione dell'energia, testa di saldatura adattiva, lavorazione Finestre di processo e materiali lavorabili vengono utilizzati principalmente per analizzare e confrontare sorgenti di luce laser provenienti da queste direzioni.
Confronto laser monomodale-multimodale
Definizione multimodale monomodale:
La modalità singola si riferisce a un singolo modello di distribuzione dell'energia laser su un piano bidimensionale, mentre la modalità multipla si riferisce al modello di distribuzione spaziale dell'energia formato dalla sovrapposizione di più modelli di distribuzione. In generale, la dimensione del fattore M2 della qualità del raggio può essere utilizzata per giudicare se l'uscita del laser a fibra è monomodale o multimodale: M2 inferiore a 1,3 è un laser monomodale puro, M2 compreso tra 1,3 e 2,0 è un quasi- laser monomodale (poche modalità) e M2 è maggiore di 2,0. Per laser multimodali.
Perchésaldatura laserè essenzialmente un processo di conversione luce-calore, diversi parametri chiave coinvolti sono i seguenti: qualità del fascio (BBP, M2, angolo di divergenza), densità di energia, diametro del nucleo, forma di distribuzione dell'energia, testa di saldatura adattiva, lavorazione Finestre di processo e materiali lavorabili vengono utilizzati principalmente per analizzare e confrontare sorgenti di luce laser provenienti da queste direzioni.
Confronto laser monomodale-multimodale
Definizione multimodale monomodale:
La modalità singola si riferisce a un singolo modello di distribuzione dell'energia laser su un piano bidimensionale, mentre la modalità multipla si riferisce al modello di distribuzione spaziale dell'energia formato dalla sovrapposizione di più modelli di distribuzione. In generale, la dimensione del fattore M2 della qualità del raggio può essere utilizzata per giudicare se l'uscita del laser a fibra è monomodale o multimodale: M2 inferiore a 1,3 è un laser monomodale puro, M2 compreso tra 1,3 e 2,0 è un quasi- laser monomodale (poche modalità) e M2 è maggiore di 2,0. Per laser multimodali.
Come mostrato nella figura: La Figura b mostra la distribuzione dell'energia di un singolo modo fondamentale e la distribuzione dell'energia in qualsiasi direzione che passa per il centro del cerchio ha la forma di una curva gaussiana. L'immagine a mostra la distribuzione dell'energia multimodale, che è la distribuzione spaziale dell'energia formata dalla sovrapposizione di più modalità laser singole. Il risultato della sovrapposizione multimodale è una curva a sommità piatta.
Laser monomodali comuni: IPG YLR-2000-SM, SM è l'abbreviazione di Single Mode. I calcoli utilizzano il fuoco collimato 150-250 per calcolare la dimensione del punto focale, la densità di energia è 2000 W e la densità di energia del fuoco viene utilizzata per il confronto.
Confronto tra modalità singola e multimodalesaldatura lasereffetti
Laser monomodale: diametro del nucleo piccolo, alta densità di energia, forte capacità di penetrazione, piccola zona influenzata dal calore, simile a un coltello affilato, particolarmente adatto per la saldatura di piastre sottili e saldatura ad alta velocità e può essere utilizzato con galvanometri per elaborare minuscoli parti e parti altamente riflettenti (parti estremamente riflettenti) orecchie, pezzi di collegamento, ecc.), come mostrato nella figura sopra, la modalità singola ha un buco della serratura più piccolo e un volume limitato di vapore metallico interno ad alta pressione, quindi generalmente non lo fa presentano difetti come i pori interni. A basse velocità l'aspetto è ruvido senza soffiare aria protettiva. Alle alte velocità, viene aggiunta la protezione. La qualità della lavorazione del gas è buona, l'efficienza è elevata, le saldature sono lisce e piatte e il tasso di rendimento è elevato. È adatto per la saldatura a strati e la saldatura a penetrazione.
Laser multimodale: diametro del nucleo ampio, densità di energia leggermente inferiore rispetto al laser monomodale, coltello smussato, buco della serratura più grande, struttura metallica più spessa, rapporto profondità-larghezza inferiore e, alla stessa potenza, la profondità di penetrazione è inferiore del 30% rispetto a quello del laser monomodale, quindi è adatto all'uso Adatto per la lavorazione di saldature di testa e la lavorazione di lastre spesse con ampi spazi di assemblaggio.
Contrasto laser ad anello composito
Saldatura ibrida: il raggio laser a semiconduttore con una lunghezza d'onda di 915 nm e il raggio laser a fibra con una lunghezza d'onda di 1070 nm sono combinati nella stessa testa di saldatura. I due raggi laser sono distribuiti coassialmente e i piani focali dei due raggi laser possono essere regolati in modo flessibile, in modo che il prodotto abbia entrambi i semiconduttorisaldatura lasercapacità dopo la saldatura. L'effetto è luminoso e ha la profondità della fibrasaldatura laser.
I semiconduttori utilizzano spesso un grande punto luminoso superiore a 400um, che è principalmente responsabile del preriscaldamento del materiale, della fusione della superficie del materiale e dell'aumento del tasso di assorbimento del laser a fibra del materiale (il tasso di assorbimento del laser del materiale aumenta all'aumentare della temperatura)
Laser ad anello: due moduli laser a fibra emettono luce laser, che viene trasmessa alla superficie del materiale attraverso una fibra ottica composita (fibra ottica ad anello all'interno di fibra ottica cilindrica).
Due raggi laser con spot anulare: l'anello esterno è responsabile dell'espansione dell'apertura del buco della serratura e della fusione del materiale, mentre il laser dell'anello interno è responsabile della profondità di penetrazione, consentendo una saldatura a spruzzi ultrabassi. I diametri del nucleo di potenza del laser dell'anello interno ed esterno possono essere abbinati liberamente e il diametro del nucleo può essere abbinato liberamente. La finestra del processo è più flessibile di quella di un singolo raggio laser.
Confronto degli effetti della saldatura circolare-composito
Poiché la saldatura ibrida è una combinazione di saldatura a conduttività termica di semiconduttori e saldatura a penetrazione profonda in fibra ottica, la penetrazione dell'anello esterno è meno profonda, la struttura metallografica è più affilata e snella; allo stesso tempo, l'aspetto è conduttività termica, il bagno di fusione presenta piccole fluttuazioni, un ampio intervallo e il bagno di fusione è più stabile, riflettendo un aspetto più liscio.
Poiché il laser ad anello è una combinazione di saldatura a penetrazione profonda e saldatura a penetrazione profonda, l'anello esterno può anche produrre profondità di penetrazione, che può espandere efficacemente l'apertura del buco della serratura. La stessa potenza ha una maggiore profondità di penetrazione e una metallografia più spessa, ma allo stesso tempo, la stabilità del bagno fuso è leggermente inferiore a quella della saldatura composita. La fluttuazione del semiconduttore in fibra ottica è leggermente maggiore di quella della saldatura composita e la rugosità è relativamente grande.
Orario di pubblicazione: 20 ottobre 2023
