Wirkung des Dioden- und Faserlaserschweißens auf die Mikrostruktur und Eigenschaften von Kupfer

0 Vorwort
rotes Kupfer weist eine gute Duktilität, hohe Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit auf und wird in der Luft- und Raumfahrt, der Schifffahrt, in Kabel- und Elektrotechnik sowie in elektronischen Bauteilen weit verbreitet.

Das Laserschweißen hat eine geringere Gesamtenergiezufuhr, was die Probleme großer Verformungen nach dem Schweißen und schlechter Erscheinung erheblich verbessern kann. Die Laserschweißtechnologie hat sich in den letzten Jahren rasant entwickelt. Aufgrund der geringen Absorptionsrate von Laser mit nahen Infr

Die neue Halbleiter- und Faserlaser-Verbundschweißtechnologie wird im Experiment zum Laserschweißen von rotem Kupfer eingesetzt. Der Einfluss von Prozessparametern auf die Schweißverbindungsbildung wird analysiert, um technische Referenzen für die tatsächliche Produktion zu liefern.

1 Schweißversuch
1.1 Schweißmaterialien und Schweißgeräte
Das Versuchsmaterial ist rotes Kupfer mit einer Dicke von 1,0 mm, Länge × Breite von 100 mm × 50 mm. Das Schweißverfahren ist Splicing. Das zu schweißende Material wird mit einer hausgemachten Befestigungsanlage geklemmt, um die Verformung während der Schweißung zu reduzierenSchweißen.

Ein Laser aus Halbleiterlaser und einem Faserlaser wird zum Schweißen von rotem Kupfer verwendet. Die Wellenlänge des Halbleiterlasers beträgt 976nm, die maximale Leistung 1000w und der Kerndurchmesser der Faser beträgt 400 Mikrometer. Der Faserlaser hat eine Wellenlänge

a) Schema des optischen Weges des Hybridschweißes	b) Versuchsgeräte
Abbildung 1 Laserschweißanlagen

1.2 Schweißprüfgeräte
Die Zugfestigkeit der Schweißnaht wurde mit einer elektronischen Zugmaschine, Modell fr-103c, getestet. Die Ausrüstung ist in Abbildung 2 dargestellt.Die Zugfestigkeit p der Schweißnaht wird durch Teilen der Zugkraft f durch die Fläche s der Schweißnaht ermittelt

2 Analyse der Versuchsprozesse und der Ergebnisse
2.1 Wirkung des Halbleiterlasers auf das Erscheinungsbild und die Festigkeit von Schweißungen
Nach zahlreichen Vorversuchen, wenn nur ein Faserlaser zum Schweißen verwendet wird (mit der Halbleiterlaserleistung auf 0w eingestellt), wenn die Leistung des Faserlasers 900w und die Schweißgeschwindigkeit 30mm/s beträgt, dringt die Schweißnaht einfach durch, ist aber anfälligFaserlaserschweißen, gibt es immer noch Poren im Inneren der Schweißnaht. Dies liegt daran, dass der Faserlaser während des Schmelzprozesses von lila Kupfer einen großen Wärmeaufwand zum Kupfer und eine hohe Temperatur hat, was die Löslichkeit von Wasserstoff in der Luft im geschmolzenen Pool erheblich erhöht

Der Werkstoff verwendet eine Verbundschweißmethode mit einem Halbleiterlaser und einem Faserlaser. Die Leistung des Faserlasers wird konstant bei 900w gehalten und die Schweißgeschwindigkeit bei 30mm/s. Die Leistung des Halbleiterlasers wird auf 600w, 800w und 1000w festgelegt, um die

Die Zugfestigkeit der Schweißnaht wird mit einer Spannungsprüfmaschine getestet.Wenn die Parameter der Faserlaserleistung auf 900w eingestellt, die Schweißgeschwindigkeit auf 30mm/s und die Defocusmenge bei 0mm konstant gehalten werden, wird eine Analyse der Auswirkungen der Hal

Abbildung 4 Zugfestigkeit von geschweißten Verbindungen unter unterschiedlichen Halbleiterlaserleistungen

2.2 Wirkung des Halbleiterlasers auf die Schweißmikrostruktur
Bei einer Leistung von 900w arbeitet der Faserlaserschweißer mit einer Geschwindigkeit von 30mm/s, mit 0mm Defocus. Die metallographischen Mikrostrukturbilder der Fusionszonen bei unterschiedlichen Halbleiterlaserleistungen sind in Abbildung 5 dargestellt. Wenn die Halbleiterlaserleistung auf 0w eing

Bei einer Leistung von 900w arbeitet der Faserlaserschweißer mit einer Geschwindigkeit von 30mm/s, mit 0mm Defocus. Die mikrostrukturellen metallographischen Bilder der hitzebelasteten Zonen bei unterschiedlichen Halbleiterlaserleistungen sind in Abbildung 6 dargestellt. Die Struktur der hitzebelasteten Z

Bei einer Leistung von 900w, einer Schweißgeschwindigkeit von 30mm/s und einer Defocusmenge von 0mm für den Faserlaser wird die metallographische Mikrostruktur im Zentralbereich des Schweißes unter verschiedenen Halbleiterlaser-Kräften wie in Abbildung 7 dargestellt. Wenn die Halbleiter

2.3 Wirkung des Halbleiterlasers auf die mechanischen Eigenschaften von Schweißschlägen
Bei einer Schweißgeschwindigkeit von 30 mm/s und einer Defocusing-Menge von 0 mm wird die Mikrohärte unter verschiedenen Halbleiterlaser-Leistungen in Abbildung 8 dargestellt. Mit zunehmender Leistung des Halbleiterlasers sinkt die maximale Härte des Schweißes allmählich

Abbildung 8 Verteilung der Mikrohärte von geschweißten Verbindungen unter verschiedenen Halbleiterlaserleistungen

3 Schlussfolgerung
im Vergleich zu traditionellenLaserschweißenMit Hilfe von Faser- und Halbleiter-Verbundlasern kann Kupfer in einem Schritt geschweißt werden, wodurch der Herstellungsprozess reduziert und Produktionskosten gespart werden. Dies bietet eine wertvolle technische Referenz für die tatsächliche Produktion.

Während des Schweißvorgangs erzeugt der Halbleiterlaser die höchste Zugfestigkeit im Schweiß ohne Porosität, wenn die Leistung auf 800w eingestellt wird. Die Leistung des Halbleiterlasers beeinflusst die Mikrostruktur des Schweißes erheblich. Wenn die Leistung des Halble