ריתוך בלייזר על סגסוגות אלומיניום
לסגסוגות אלומיניום יש את היתרונות של צפיפות נמוכה, חוזק גבוה ועמידות טובה בפני קורוזיה, ולכן הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית הרכב, אנרגיה חדשה, תעופה וחלל ובנייה. כיום, ריתוך לייזר נמצא בשימוש נרחב בייצור מוצרי סגסוגת אלומיניום. בהשוואה לשיטות ריתוך מסורתיות, ריתוך לייזר יכול לספק יעילות ייצור גבוהה יותר, איכות ריתוך טובה יותר, ולהשיג ריתוך מדויק ואוטומציה של מבנים מורכבים.
ריתוך בלייזר היא טכנולוגיה שבה לייזר בעוצמה גבוהה מוקרן אל פני המתכת, והמתכת מומסת ולאחר מכן מתקררת ומתגבשת ליצירת ריתוך דרך הצימוד התרמי בין הלייזר למתכת. על פי מנגנון הפעולה התרמית של ריתוך בלייזר, ניתן לחלק אותו לשני סוגים: ריתוך הולכה תרמית וריתוך חדירה עמוקה. ריתוך הולכה תרמית משמש בעיקר לריתוך אריזה או ריתוך מיקרו-ננו של חלקים מדויקים; ריתוך חדירה עמוק בלייזר משמש בעיקר לריתוך חומרים הדורשים חדירה מלאה. ביניהם, תהליך הריתוך יאוד את החומר, ותופעת חור המנעול תופיע בבריכה המותכת. זוהי שיטת ריתוך הלייזר הנפוצה ביותר כיום, והיא גם השיטה המועדפת לריתוך סגסוגת אלומיניום. חומרי עזר, ציוד ריתוך פשוט, ללא חומרים מתכלים, קל לאוטומציה. 02 חסרונות: הדרישות לסרט הריתוך גבוהות, כך שקל להטביע את הריתוך; את נקודת ההתחלה ונקודת הסיום של הריתוך קל לייצר נקודות מפתח; היציבות של תהליך הריתוך היא כללית, וקל להתרחש פגמי ריתוך. 03מקרה: ריתוך מסגרת דלתות מסגסוגת אלומיניום מסדרת - 5 בתעשיית קישוט בניין.
בשל התכונות הפיזיקליות הטבועות בסגסוגות האלומיניום, כגון ספיגת לייזר נמוכה, נקודת רתיחה נמוכה של יסודות סגסוגת, מוליכות תרמית גבוהה, מקדם התפשטות תרמית גבוה, טווח טמפרטורות התמצקות רחב יחסית, התכווצות התמצקות גבוהה, צמיגות נמוכה וספיגת מימן גבוהה בנוזל. מצב וכו', כך שפגמים כגון נקבוביות וסדקים חמים נוצרים בקלות במהלך תהליך ריתוך הלייזר. ביניהם, נקבוביות היא הצורה הסבירה ביותר של פגם בתהליך של ריתוך לייזר מסגסוגת אלומיניום. זה יהרוס את הקומפקטיות של מתכת הריתוך, תחליש את שטח החתך האפקטיבי של הריתוך, ויקטין את התכונות המכניות ועמידות הריתוך בפני קורוזיה. לכן, יש לנקוט באמצעים יעילים. אמצעים למניעת יצירת נקבוביות ושיפור האיכות הפנימית של הריתוך.
Laser fusion welding porosity suppression method 01 Suppresses welding porosity through pre-welding surface treatment. Pre-welding surface treatment is an effective method to control metallurgical porosity in aluminum alloy laser welds. Usually, the surface treatment methods include physical and mechanical cleaning and chemical cleaning. After comparison, the process of chemically treating the surface of the test plate (metal cleaning agent cleaning - water washing - alkali cleaning - water washing - acid washing - water washing - drying) is the best. Among them, 25NaH (sodium hydroxide) solution is used for alkaline cleaning to remove the surface thickness of the material, and 20% HN03 (nitric acid) + 2% (hydrogen fluoride) aqueous solution is used for pickling to neutralize the residual alkali solution. After the surface treatment of the test plate, the welding is carried out within 24 hours , When the test plate stays for a long time after treatment, wipe it with anhydrous alcohol before welding. 02 Suppressing welding porosity through welding process parameters The formation of weld porosity is not only related to the quality of the surface treatment of the weldment, but also related to the welding process parameters. The influence of welding parameters on the weld porosity is mainly reflected in the penetration of the weld, that is, the back The effect of aspect ratio on stomata. It can be seen from the test that when the back-to-width ratio of the weld is R>0.6, ניתן לשפר ביעילות את ההפצה המרוכזת של נקבוביות השרשרת בריתוך. שאריות הנקבוביות בריתוך מסולקות.
03 באמצעות בחירה נכונה של גז מגן וקצב זרימה לדיכוי נקבוביות ריתוך בחירת גז מגן משפיעה ישירות על איכות, יעילות ועלות הריתוך. במהלך תהליך ריתוך הלייזר, הזרקה נכונה של גז מגן יכולה להפחית ביעילות את נקבוביות הריתוך. Ar (ארגון) ו-He (הליום) משמשים להגנה על פני הריתוך. בתהליך של ריתוך לייזר מסגסוגת אלומיניום, דרגת היינון של Ar ושל He ללייזר שונה, וכתוצאה מכך היווצרות ריתוך שונה. התוצאה מראה שהבחירה ב-Ar הנקבוביות הכוללת של הריתוך המתקבלת כגז המגן קטנה מזו של הריתוך כאשר הוא נבחר כגז המגן. יחד עם זאת, כדאי גם לשים לב לעובדה שלא ניתן לפוצץ כמות גדולה של פלזמה שנוצרת בריתוך אם קצב זרימת הגז קטן מדי (10 ליטר/דקה), מה שהופך את בריכת הריתוך לא יציבה ומגדיל את ההסתברות של היווצרות נקבוביות. קצב זרימת הגז בינוני (כ-15 ליטר/דקה) וניתן להשיג את הפלזמה. בקרה יעילה, לגז המגן יש השפעה אנטי חמצונית טובה על הבריכה המותכת, והנקבוביות מינימלית. זרימת אוויר מוגזמת מלווה בלחץ גז מוגזם, כך שחלק מהגז המגן מתערבב בבריכה המותכת, והנקבוביות עולה.
דיכוי פגמי נקבוביות בריתוך לייזר של סגסוגות אלומיניום תמיד הייתה בעיה בתעשייה. מושפע מהביצועים של חומר סגסוגת האלומיניום עצמו, לא ניתן למנוע לחלוטין את התופעה של חוסר נקבוביות בריתוך במהלך תהליך הריתוך, אך ניתן רק להפחית את הנקבוביות. באמצעות אופטימיזציית התהליך לפני ואחרי הריתוך, סיכמנו והצענו שלוש דרכים לדכא נקבוביות באמצעות ניסויים לעיון עמיתים בתעשייה. DOTSLASER לייזר לא מתמקד רק במחקר ובחדשנות של טכנולוגיית מוצרי הלייזר, אלא גם מפתח וחוקר טכנולוגיות שונות לעיבוד לייזר, ומצפה לדון עם מומחים נוספים בתעשייה כדי לקדם את השיפור של טכנולוגיית עיבוד הלייזר במדינה שלי.
