Lazer kaynak teknolojisi proses imalat uygulaması

Lazer kaynak teknoloji süreci üretim uygulaması

Lazer kaynak teknolojisinin güvenilir ve eksiksiz bir uygulaması, lazer kaynak işlemi parametreleri, sayısal simülasyonla birleştirilmiş ortak performans dahil olmak üzere birçok açıdan doğrulamayı gerektirir; ancak o zaman araç üretimi için uygun işlem parametrelerini oluşturabiliriz.

1.1 Optimum proses parametreleri üzerine araştırma

Dış yüzeyde kaynak izi kalmaması ve dirençli nokta kaynağından daha yüksek mukavemet standardına uyularak, Lazer kaynak farklı kalınlık kombinasyonlarına sahip paslanmaz çelik plakalar üzerinde proses testleri yapıldı. Sonuç olarak paslanmaz çelik gövdenin lazer kaynağı için en uygun parametre kombinasyonunu belirledik.

(1) Lazer gücü

Lazer kaynağında lazer enerjisi yoğunluğunun bir eşiği vardır. Bu değerin altında erime derinliği çok sığdır. Bu değere ulaşıldığında veya aşıldığında erime derinliği büyük ölçüde artar. Plazmalar yalnızca iş parçası üzerindeki lazer gücü yoğunluğu eşiği (malzemeye bağlı olan) aştığında oluşur, bu da kararlı derin füzyon kaynağının ilerleyişini gösterir. Lazer gücü bu eşiğin altındaysa, iş parçasının yalnızca yüzeyinde erime meydana gelir ve kaynak işlemi stabil bir ısı iletim modunda gerçekleştirilir. Bununla birlikte, lazer güç yoğunluğu küçük deliklerin oluşumu için kritik koşullara yakın olduğunda, derin füzyon kaynağı ve iletken kaynak birbirini takip ederek dengesiz bir kaynak işlemine yol açar ve bu da erime derinliğinde önemli dalgalanmalara neden olur. Penetrasyon kaynağında, lazer gücü hem nüfuz derinliğini hem de kaynak hızını aynı anda kontrol eder. Kaynak nüfuz derinliği ışın gücü yoğunluğuyla doğrudan ilişkilidir ve gelen ışın gücünün ve ışının odak noktasının bir fonksiyonudur. Genel olarak konuşursak, belirli bir çaptaki bir lazer ışını için erime derinliği ışın gücü arttıkça artar. artışlar.

(2) Kaynak hızı

Kaynak hızının erime derinliği üzerinde önemli bir etkisi vardır. Hızın arttırılması erime derinliğini daha sığ hale getirecektir, ancak hızın çok düşük olması malzemenin aşırı erimesine ve iş parçasının kaynak nüfuzuna neden olabilir. Bu nedenle, belirli bir lazer gücü ve belirli bir kalınlıktaki belirli bir malzeme için, uygun bir kaynak hızı aralığıdır ve karşılık gelen hız değerinde maksimum erime derinliği elde edilebilir.

(3) Işın odak noktası.

Işın noktasının boyutu en önemli değişkenlerden biridir.Lazer kaynakçünkü güç yoğunluğunu belirler. Ancak yüksek güçlü lazerler için, birçok dolaylı ölçüm tekniğinin varlığına rağmen bunu ölçmek zordur. Işın odağının kırınım sınırı nokta boyutu, ışık kırınımı teorisine göre hesaplanabilir, ancak odaklama merceğindeki sapmaların varlığı nedeniyle gerçek nokta hesaplanan değerden daha büyüktür. En basit pratik test yöntemi, kalın bir kağıt parçasının kavrulmasını ve bir polipropilen panele delindikten sonra eşit sıcaklık kontur yöntemidir. odak noktası ve deliğin çapı ölçülür. Bu yöntem, lazerin gücünün boyutunu ve lazer ışınının hareket zamanını doğru bir şekilde ölçmek için pratik testlere dayanır.

(4）Odaklama konumu

Kaynak sırasında yeterli güç yoğunluğunu korumak için odak noktası konumu kritik öneme sahiptir. Odak noktasının iş parçasının yüzeyine göre konum değişikliği, kaynağın genişliğini ve derinliğini doğrudan etkiler. Lazer kaynaklama genellikle belirli bir derecede odaklanmayı gerektirir çünkü lazerin odaklandığı ışın noktasının merkezindeki güç yoğunluğu çok yüksektir, bu da kolayca buharlaşmaya ve deliklerin açılmasına neden olabilir. Lazer odağından uzaklaşan her düzlemde, lazer güç yoğunluğu dağılımı nispeten eşittir. İki tür odaklanma vardır: pozitif odaklanma ve negatif odaklanma. Odak düzlemi iş parçasının üzerinde olduğunda buna pozitif odaklanma denir ve bunun tersi de negatif odaklanma olarak bilinir. Geometrik optik teorisine göre, pozitif ve negatif odaklanma düzlemleri kaynak düzleminden eşit uzaklıkta olduğunda karşılık gelen düzlemlerdeki güç yoğunluğu yaklaşık olarak aynıdır. Ancak elde edilen kaynak havuzunun gerçek şekli farklıdır. Negatif odaklanma sırasında daha büyük bir füzyon derinliği elde edilebilir, bu da kaynak havuzunun oluşum süreciyle ilgilidir. Deneyler, malzemelerin 50~200 μs lazer ısıtmadan sonra erimeye başladığını, sıvı metal oluşturduğunu ve buharlaşarak son derece yüksek bir hızda dışarı çıkan, göz kamaştırıcı beyaz ışık yayan oda basıncında buhar oluşturduğunu göstermiştir. Gazların miktarı sıvı metali kaynak havuzunun kenarlarına doğru iterek kaynak havuzunun ortasında bir çöküntü oluşturur. Olumsuz odaklanma durumunda, malzemenin içindeki güç yoğunluğu yüzeye göre daha yüksek olur, bu da daha güçlü erime ve buharlaşmaya yol açar ve ışık enerjisinin malzemenin daha derinlerine iletilmesine olanak tanır. Bu nedenle pratik uygulamalarda, daha büyük bir füzyon derinliği gerektiğinde negatif odaklanma kullanılır; İnce malzemelerin kaynaklanması sırasında pozitif odaklanma uygundur.

(5)Kaynak başlangıç ​​ve bitiş noktalarında lazer gücünün kademeli yükselişi ve düşüşü kontrolü

Derin nüfuzlu lazer kaynağı sırasında, kaynak dikişinin derinliğine bakılmaksızın gözeneklilik sorunu her zaman mevcuttur. Kaynak işlemi sonlandırılıp güç anahtarı kapatıldığında kaynak dikişinin kuyruk ucunda bir çöküntü oluşacaktır. Ayrıca lazer kaynak katmanı orijinal kaynak dikişini kapladığında lazer ışınının aşırı emilmesi söz konusu olabilir, Kaynağın aşırı ısınmasına veya gaz gözeneklerinin oluşmasına neden olabilir. Yukarıda belirtilen sorunları önlemek için, güç başlatma ve durdurma noktaları için, başlatma ve durdurma sürelerini ayarlanabilir hale getiren bir program oluşturulabilir. Yani, başlatma gücü kısa bir süre içerisinde elektronik olarak sıfırdan ayarlanan güç değerine çıkar ve kaynak süresi ayarlanır. Son olarak kaynak bittiğinde güç kademeli olarak ayarlanan güçten sıfıra düşer.

1.2 Konektör performans testi

İlgili standartlara göre, paslanmaz çelik araba gövdesinin lazer kaynaklı bağlantıları üzerinde çekme-kesme testleri, yorulma performans testleri ve bağlantının mikroyapı analizleri yapılmıştır. Özetle, mukavemet, görünüm ve dikiş şekli arasındaki ilişki Paslanmaz çelik lazer kaynaklı bağlantının yapısı ve lazer kaynak işleminin parametreleri belirlendi. Bu, üretimi yönlendirmek için bir temel sağlar. Test sonuçları, aynı plaka kalınlığı kombinasyonu için, yorulma performansının, kesme gerilme yükünün ve paslanmaz çelik plakaların lazer kaynaklı bağlantılarının görünüm kalitesinin, dirençli nokta kaynaklı bağlantılardan daha üstün olduğunu göstermektedir. .

1.3 Sayısal simülasyon araştırması

Sonlu elemanlar hesaplama yazılımı, lazer kaynaklı bağlantının erimiş havuzunun şeklini simüle etmek için kullanılır. Bu, farklı işlem parametreleri kombinasyonları altında bağlantının mikro şekliyle sonuçlanır, böylece kaynak dikişinin mikroskobik boyutları elde edilir ve kaynak dikişinin mukavemeti değerlendirilir. Doğrulama sayesinde matematiksel model yüksek doğruluğa sahiptir. Üretimde teknolojik parametreler sayısal hesaplama yoluyla belirlenebilir, test sayısı azaltılabilir, insan gücü ve malzeme kaynaklarının tüketimi azaltılabilir.

1.4 Temel birleştirme şekli

Testteki bağlantıların temel şekli Tablo 1'de gösterilmektedir.

Tablo 1 Temel bağlantı biçimleri

numara	Ortak form	Bağlayıcı şeması	Plaka kalınlığı aralığı/mm
1	popo eklemi		t ≤4
2	bindirme eklemi		t1+ t2 ≤6
3	T-eklem		t1 ≥1

1.5 süreç değerlendirmesi

İlgili standartlara göre, proses parametrelerinin teorik olarak araştırılması ve proses ve fiziksel kimya metalografik testleri yoluyla doğrulanması yoluyla, gerçek üretime rehberlik etmek için teorik bir temel sağlayan bir proses değerlendirmesi ve raporu oluşturulur.

 Lazer kaynak dikiş kalitesi kontrolü ve analizi

Kalite denetimi ve kontrolü açısından, lazer kaynağının tüm üretim sürecinin kalitesini kontrol etmek özellikle önemlidir, çünkü bazı lazer kaynak dikişleri nüfuz etmeyen lazer kaynaklarıdır. Kaynak işlemi üretiminden önce lazerin doğrulanması gerekir. Kaynak iş parçasını analiz edin ve lazer kaynak ekipmanı gücü ve kaynak hızı gibi parametrelerin stabilitesini doğrulayın. Kaynaklı üretim prosesi sırasında proses metoduna göre sıkı montaj yapılmalıdır. Kaynak dikişi yüzeylerinin birbirine yakın oturmasının sağlanmasının yanı sıra, kaynak işlemi sırasında kaynak kalitesinin gerçek zamanlı olarak izlenmesi de gereklidir. Doğrudan veya dolaylı teknik araçlar kullanılarak, kaynak dikişinin erimiş derinliğinin analiz edilmesi ve doğrulanması gerekir. Lazer kaynağı kalite gereksinimlerini karşılar ve saklanan kayıtlar izlenebilirdir. Aynı zamanda, alarm istemi veya telafi etmek için ekipmanın kendi uyarlama fonksiyonu aracılığıyla kaynak parametrelerini ayarlama işlevlerine de sahiptir. Kaynak tamamlandıktan sonra, kaynak dikişinin gerekli görsel incelemesine ek olarak, ultrasonik kullanılması da gereklidir. Kaynak dikişinin erimiş derinliğini kontrol etmek için tahribatsız muayene teknolojisi. Sonuçta bu, nüfuz etmeyen lazer kaynak dikişinin erimiş derinliğinin kontrollü aralıkta olup olmadığını garanti ederek kaynak kalitesinin tam proses kontrolünü sağlar.

Sonuç

Özetle, nüfuz etmeyen Lazer kaynak Proses, yan duvar dirençli kaynak işlemindeki çeşitli kaynak deformasyonlarını çözebilir, kaynak kalitesini iyileştirebilir, geleneksel dirençli nokta kaynağını lazer kaynağıyla değiştirebilir, kaynaklı bağlantının gücünü artırabilir, araç gövdesinin dış kalitesini iyileştirebilir ve üretim verimliliğini artırabilir. Aynı zamanda paslanmaz çelik raylı araç üretim teknolojisinin dönüşümü de şirketimizin aynı sektördeki rekabet gücünü artırmıştır. Lazer kaynak teknolojisinin demiryolu araçlarına uygulanması, yalnızca demiryolu binek araçlarının genel kalitesini arttırmakla kalmıyor, aynı zamanda Çin yapımı demiryolu binek araçlarının uluslararası rekabet avantajını da artırıyor.