Lézersugár-hegesztés
A lézersugaras hegesztés egy nagy hatékonyságú és rendkívül precíz hegesztési módszer, amely nagy energiasűrűségű lézersugarat használ hőforrásként. A hegesztés történhet folyamatos vagy impulzusos lézersugárral. A lézeres hegesztés elvei szerint a folyamatok tovább oszthatók két részre: hővezető hegesztésre és lézeres mélyhegesztésre. A 104 ~ 105 W/cm2 alatti teljesítménysűrűség hővezető hegesztésre vonatkozik. Ekkor a behatolási mélység alacsony, lassú hegesztési sebesség mellett; Ha a teljesítménysűrűség nagyobb, mint 105 ~ 107 W/cm2, a hőhatás hatására a fémfelület a mélyedést "lyuk" megjelenésűvé alakítja, hogy mély behatoló hegesztést hozzon létre.
Jellemzők
A gyors hegesztési sebesség és a nagy képarány jellemzői
A lézersugaras hegesztés általában folyamatos lézersugarat használ az anyagok összekapcsolásának befejezésére. A kohászati fizikai folyamat nagyon hasonlít az elektronsugaras hegesztéshez, vagyis az energiaátalakítási mechanizmust egy "kulcslyuk" szerkezet teszi teljessé.
Megfelelően nagy teljesítménysűrűségű lézeres besugárzás hatására az anyag elpárolog és kis lyukakat képez. Ez a gőzzel teli kis lyuk olyan, mint egy fekete test, elnyeli a beeső sugár szinte minden energiáját. Az egyensúlyi hőmérséklet az üregben körülbelül 2500 C. A hőt a magas hőmérsékletű üreg külső faláról adják át, megolvasztva az üreget körülvevő fémet. A kis lyukakat magas hőmérsékletű gőz tölti ki, amely a falanyag folyamatos párolgása következtében keletkezik a fénysugár alatt.
A kis lyukak 4 fala az olvadt fémet, a folyékony fém pedig a szilárd anyagot veszi körül. (A legtöbb hagyományos hegesztési eljárásnál és a lézeres vezetéses hegesztésnél az energia az 1. (lerakódik a munkadarab felületén, majd transzferrel befelé kerül). A lyuk falán kívüli folyadékáramlás és a falréteg felületi feszültsége összhangban van a furat anyagában folyamatosan keletkező gőznyomással, és fenntartja a dinamikus egyensúlyt. áramló Ahogy a fénysugár mozog, a kis lyuk mindig stabil áramlási állapotban van.
Ez azt jelenti, hogy a kis lyuk és a lyukat körülvevő olvadt fém az elülső sugár előrehaladási sebességével halad előre. Az olvadt fém kitölti a kis lyuk által hagyott rést, majd lecsapódik, és kialakul a varrat. A fenti folyamatok mindegyike olyan gyorsan megy végbe, hogy a hegesztési sebesség könnyen elérheti a percenkénti több métert is.
1. A lézersugaras hegesztés fúziós hegesztés, amely lézersugarat használ energiaforrásként, és hatással van a hegesztett kötésre.
2. A lézersugarat egy lapos optikai elem (pl. tükör) vezetheti, majd egy visszaverő fókuszáló elemmel vagy lencsével a sugarat a hegesztési varratra vetítjük.
3. A lézersugaras hegesztés érintésmentes hegesztés. A művelet során nincs szükség nyomásra, de inert gázra van szükség az olvadt medence oxidációjának megakadályozására. Alkalmanként töltőfémet használnak.
4. A lézersugaras hegesztés kombinálható a MIG hegesztéssel, így lézeres MIG kompozit hegesztés érhető el a nagy áthatolású hegesztés elérése érdekében, miközben a hőbevitel jelentősen csökken a MIG hegesztéshez képest.
Alkalmazási területek
A lézeres hegesztőgépet széles körben használják olyan nagy pontosságú gyártási területeken, mint az autók, a hajók, a repülőgépek és a nagy sebességű vasút. Ez nagymértékben javította az emberek életminőségét, és a háztartási gépek ipart is a precíziós tervezés felé terelte.
Plasma ívhegesztés
A plazmaívhegesztés olyan fúziós hegesztési módszerre utal, amely nagy energiájú sűrűségű plazmaívsugarat használ hegesztési hőforrásként. A hegesztés során az iongáz (ionívet képezve) és a védőgáz (az olvadt medence és a hegesztési varrat megvédésére a levegő káros hatásaitól) tiszta argon. A plazmaívhegesztéshez használt elektródák általában volfrámelektródák, és néha fémmel (hegesztőhuzallal) kell őket megtölteni. Általában a DC pozitív csatlakozási módszert alkalmazzák (a volfrámrúd a negatív elektródához van csatlakoztatva). Ezért a plazmaíves hegesztés lényegében egy kompressziós hatású, volfrámgázzal védett hegesztés.
A plazmaíves hegesztés energiakoncentrációval, nagy termelékenységgel, gyors hegesztési sebességgel, kis feszültség-deformációval és stabil elektromos szigeteléssel rendelkezik, és vékony lemezek és dobozanyagok hegesztésére alkalmas. Különösen alkalmas különféle tűzálló, könnyen oxidálódó és hőérzékeny fémanyagokhoz (például wolfram, molibdén, réz, nikkel, titán stb.).
A gáz az ív felmelegedésével disszociál, és a vízhűtéses fúvókán nagy sebességgel való áthaladáskor összenyomódik, növelve az energiasűrűséget és a disszociáció mértékét, plazmaívet képezve. Stabilitása, fűtőértéke, hőmérséklete magasabb az általános ívnél, így nagyobb a behatolása és a hegesztési sebessége. A plazmaívet alkotó gáz és a körülötte lévő védőgáz általában tiszta argont használ. A különféle munkadarabok anyagtulajdonságaitól függően egyesek héliumot, nitrogént, argont vagy ezek keverékét használják.
Jellemzők
1. Mikrosugaras plazmaívhegesztéssel fóliákat és vékony lemezeket lehet hegeszteni.
2. Kis lyukhatással jobban megvalósítható az egyoldali hegesztés és a kétoldalas szabad alakítás.
3. A plazmaív nagy energiasűrűséggel, magas ívoszlop hőmérséklettel és erős behatolási képességgel rendelkezik. 10-et érhet el12mm vastag acél kúphegesztés nélkül. Egyszerre kétoldalas alakítással hegeszthető. A hegesztési sebesség gyors, a termelékenység magas, és a feszültség deformációja kicsi.
4. A berendezés viszonylag bonyolult, a gázfogyasztás nagy, a csoport szigorú követelményeket támaszt a munkadarab hézagára és tisztaságára vonatkozóan, és csak beltéri hegesztésre alkalmas.
Alkalmazási területek
A plazmahegesztés az ipari termelés egyik fontos eszköze, különösen réz és rézötvözet, titán és titánötvözet, ötvözött acél, rozsdamentes acél, molibdén és más repülőgép-ipari fémek hegesztésére, amelyeket a katonai és más élvonalbeli iparban használnak, mint például bizonyos típusú légijármű-vékony rakétahéjak gyártása.
Költség, karbantartás és működési hatékonyság
A lézersugaras hegesztés és az ipari alkalmazásokhoz használt plazmaívhegesztés közötti technológiai választások összehasonlításához kapcsolódó tényezők közé tartozik a költségek, a karbantartás és a működési hatékonyság.
Költségelemzés
A lézersugaras hegesztés nagy kezdeti beruházást igényel, mivel a berendezés bonyolult a plazmaíves hegesztéshez képest. Az általános ipari lézerhegesztő rendszerek értéke általában felfelé mozog $200,000, míg a plazmaívhegesztő rendszerek költsége valahol a tartományba esik $10,000 a $50,000. Az LBW azonban jelentős hosszú távú költségmegtakarítást jelent a megnövekedett feldolgozási sebességnek, valamint a minimális hegesztési utókezelésnek köszönhetően. A plazmahegesztésnek magasabb fogyóanyag-költségei lehetnek a folyamatos működéshez.
Karbantartási követelmények
Mivel a fogyó alkatrészek, például az elektródák és a gázfúvókák gyakrabban kopnak, a plazmaívhegesztő rendszerek rendszerint gyakoribb karbantartást igényelnek. Ezzel szemben a lézerhegesztő rendszerek kevesebb fogyóeszközt igényelnek, de optikáikat és lézerforrásaikat időnként tisztítani és újrakalibrálni. Megfelelő karbantartás esetén a lézerforrások több mint 20,000 órán át működhetnek rövidebb állásidővel. A plazmarendszerek, bár egyszerűbbek, gyakoribb megszakításokat tapasztalhatnak, mivel a fogyóeszközök elhasználódnak.
Működési hatékonyság
A lézeres hegesztési technikák sokkal gyorsabbak és pontosabbak, vékony anyagokon akár 10 méter/perc sebességet is elérhetnek, így tömeggyártáshoz nagyon ideálisak. Nagyon apró hőhatású zónákat is hoz létre, ezáltal minimális anyagtorzítást ad, így javítja a termék minőségét. A plazmahegesztés vastagabb anyagoknál hatásos, bár lassabb sebességgel, gyakran további simításokra van szükség a hegesztési varratok tisztításához, például csiszolásra.
Míg a lézersugaras hegesztés eleve magasabb beruházási költségeket igényel, a hatékonysága és a ritkább karbantartási igény hosszú távon gyakran költségelőnyökkel jár, különösen a nagy pontosságot igénylő alkalmazásoknál. A plazmaívhegesztés továbbra is jó kevésbé bonyolult munkákhoz és kisebb műveletekhez.
