Er wordt een lasmethode met dubbele bundel voorgesteld, die voornamelijk wordt gebruikt om het aanpassingsvermogen van laserslassen aan de montagenauwkeurigheid te verbeteren, de stabiliteit van het lasproces te vergroten en de kwaliteit van lassen te verbeteren . Het is vooral geschikt voor het lassen van dunne platen, aluminium legeringen en andere materialen .}
The dual-beam welding method is proposed mainly to improve the adaptability of laser welding to assembly accuracy, increase the stability of the welding process, and improve the quality of welds. It is especially suitable for welding thin plates and aluminum alloys. Dual-beam laser welding can not only use optical methods to divide the same type of laser into two independent laser beams voor het lassen, maar gebruik ook twee verschillende soorten lasers voor gecombineerde lassen . CO2 Lasers, ND: YAG Lasers, High-Power Semiconductor Lasers, enz. . kunnen worden gecombineerd met elkaar {. door de energie te wijzigen tussen de bundels en de bundels en de bundels en de bundels en de bundels van de bundels en zelfs de energiedistributiemodom Temperatuurveld kan handig en flexibel worden aangepast, waardoor het bestaan van gaten en de stroom vloeibare metaal in de gesmolten pool wordt gewijzigd, waardoor een breder scala aan keuzes voor lastechnologie wordt geboden, die ongeëvenaard is door laserlassen met één balk . Het heeft niet alleen de voordelen van lasslaspening, en hoge precieze laser, maar heeft ook een sterke radmisie en heeft een sterke radelbaarheid met een las met conventionele las. lassen .
1. principe van laserslassen met dubbele straal
Lassen met dubbele straal verwijst naar het gebruik van twee laserstralen tegelijkertijd tijdens het lasproces . bundelopstelling, bundelafstand, de hoek gevormd door de twee stralen, de focuspositie, de focuspositie en de energieratio van de twee bundels zijn meestal twee manieren om te gaan. Dual Beams . Zoals getoond in de figuur, moet men ze in serie regelen langs de lasrichting . Deze opstelling kan de koelsnelheid van de gesmolten pool verminderen, de verharding neiging van de las van de las te verminderen en de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten tot de las van de las en de las van de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten om de las te vergroten. Gap .
Voor het dual-bundel lasersysteem gerangschikt in serie zijn er drie verschillende lasmechanismen volgens de afstand tussen de twee balken .
1)In het eerste lasmechanisme is de afstand tussen de twee stralen groot, een balk heeft een hogere energiedichtheid en is gericht op het oppervlak van het werkstuk, waardoor kleine gaten worden geproduceerd tijdens het lassen; the other beam has a lower energy density and is only used as a heat source for pre-welding or post-welding heat treatment. This welding mechanism allows the cooling rate of the welding pool to be controlled within a certain range, which is beneficial for the welding of crack-sensitive materials such as high carbon steel and alloy steel, and can also improve the toughness of the weld.
2)In het tweede lasmechanisme is de afstand tussen de twee laserfoci relatief klein . De twee laserstralen produceren twee onafhankelijke kleine gaten in een enkele gesmolten pool, waardoor het stroompatroon van het gesmolten metaal wordt gewijzigd . Dit helpt om defecten zoals ondermoord en het lassen van de lasvorming . te veranderen .
3) In the third welding mechanism, the distance between the two laser beams is very small, and the two laser beams produce the same keyhole in the welding pool. Compared with single-beam laser welding, this keyhole is larger in size and is not easy to close, making the welding process more stable and easier to discharge gas. This is conducive to reducing pores and spatter, and obtaining continuous, uniform en mooie lassen .
During the welding process, the two laser beams can also be set at a certain angle, and its welding mechanism is similar to the parallel double-beam welding mechanism. The test results show that by combining two high-power OO laser beams at an angle of 30℃and a spacing of 1~2mm, a funnel-shaped keyhole can be obtained. The keyhole is larger and more Stabiel, die de laskwaliteit effectief kan verbeteren . In praktische toepassingen kunnen verschillende combinaties van twee laserstralen worden aangepast volgens verschillende lasomstandigheden om verschillende lasprocessen te bereiken .
2. implementatiemethode van laserlassen met dubbele straal
Dual-beam output can be achieved by combining two different laser beams or using an optical beam splitting system to split a laser beam into two beams for welding. To split a laser beam into two beams of different powers, a parallel laser, a beam splitter or some special optical systems can be used. The figure shows two beam splitting principles using a focusing lens as een balksplitter .
Bovendien kan een reflector worden gebruikt als een bundelsplitter en wordt de laatste reflector in het optische pad gebruikt als een balksplitter . Deze reflector wordt ook een ridge reflector genoemd . zijn reflectieoppervlak is geen enkel vliegtuig, dat is niet in het midden van het spiegeloppervlak. Ridge Line, zoals weergegeven in de afbeelding . Een parallelle straal wordt geprojecteerd op de balksplitter, weerspiegeld door twee vliegtuigen onder verschillende hoeken in twee balken, bestraald naar verschillende posities op verschillende posities op de focuslens, en gericht op het verkrijgen van twee bundels met een bepaalde afstand op het werkstuk Surface .} door de twee reflecteerden te verkrijgen met een bepaalde afstand op het werkstuk van het werkstuk op het werkstuk .} stralen met verschillende brandpuntsafstand en opstellingen kunnen worden verkregen .
Wanneer twee verschillende soorten laserstralen worden gebruikt om een dubbele straal te vormen, zijn er veel combinaties . Een hoogwaardige CO2-laser met een Gaussiaanse energieverdeling kan worden gebruikt voor het belangrijkste laswerk, aangevuld met een semiconductor laser met een rechthoekige energieverdeling voor warmtebehandeling .} is voor de één hand van de twee laser. adjusted independently on the other hand. For different joint forms, an adjustable temperature field can be obtained by adjusting the overlapping position of the laser and the semiconductor laser, which is very suitable for welding process control. In addition, YAG lasers and CO2 lasers can be combined into dual beams for welding, continuous lasers can be combined with pulsed lasers for Lassen en gerichte balken kunnen worden gecombineerd met onschadelijke balken voor het lassen .
3. principe van laserslassen met dubbele straal
3.1 Dual-bundel laserslassen van gegalvaniseerd blad
Gegalvaniseerd stalen blad is het meest gebruikte materiaal in de auto -industrie . Het smeltpunt van staal is ongeveer 1500 graden, terwijl het kookpunt van zink slechts 906 graden is . Daarom, wanneer de lasmethode wordt aangenomen, een grote hoeveelheid zinkdamp wordt gegenereerd, resulterend in een onstabiele lasproces en de vorming van het las in de las. Lapverbindingen, de vervluchtiging van de gegalvaniseerde laag vindt niet alleen plaats op de bovenste en onderste oppervlakken, maar ook op de gezamenlijke interface . Tijdens het lasproces spuit zinkdamp snel uit het gesmolten zwembadoppervlak in sommige gebieden, terwijl zinkdamp moeilijk is om te ontsnappen uit het gesmolten pooloppervlak in sommige gebieden, in een extreem onstabiele laskwaliteit ..
Dual-bundel laserslassen kan het probleem van de laskwaliteit oplossen die wordt veroorzaakt door zinkdamp . Eén methode is om de verblijftijd en koelsnelheid van de gesmolten pool te regelen door de energie van de twee laserstralen redelijk te matchen, die bevorderlijk is voor de ontsnapping van zinkdamp; Een andere methode is om zinkdamp toe te staan te ontsnappen door pre-boren of grooving . Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, wordt een CO2-laser gebruikt voor het lassen, en een YAG-laser aan de voorkant van de CO2-laser wordt gebruikt voor het boren of Groving . De voorverzekerde kiezingen of grooves voor de zinkdamp voor de zinkdamp voor het zinkdamp voor de zinkdamp. worden behouden in de gesmolten pool en het vormen van defecten .
3.2 Dual-bundel laserslassen van aluminiumlegering
Vanwege de unieke eigenschappen van aluminiumlegeringsmaterialen, heeft laserslassen de volgende moeilijkheden: aluminiumlegering heeft een lage absorptiesnelheid voor laser en de initiële reflectiviteit van het CO2 -laserstraaloppervlak overschrijdt 90%; Aluminium legering laserslassen zijn vatbaar voor poriën en scheuren tijdens het lassen; En er is verlies van legeringselementen tijdens het lassen . Wanneer laserlassen met één bundel worden gebruikt, is het sleutelgat moeilijk te vormen en moeilijk om stabiliteit te handhaven . wanneer het laserende laserlassen met dubbele straal worden gebruikt, kan de sleutelgat worden verhoogd om het te verminderen Poriën en lasscheuren . Omdat het lasproces stabieler is en de hoeveelheid spat wordt verminderd, is de lasoppervlakvorming verkregen door dual-bundel lassen van aluminium legering ook aanzienlijk beter dan die van enkele bundelco2-laser van een enkele bundel laser. balk .
Studies hebben aangetoond dat bij het lassen van 2 mm dikke 5000 -serie aluminium legering, wanneer de afstand tussen de twee balken 0 . 6 ~ 1 . 0mm is, het lasproces relatief stabiel is, en de gevormde sleutelgat is groter, dat is bevordert om te ontsnappen aan de verdamping en escape van het lassen is Te klein, het lasproces is vergelijkbaar met lassen met één bundel en is niet eenvoudig om stabiel te zijn; Als de afstand te groot is, heeft dit invloed op de penetratie van de las, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding . Bovendien heeft de energieverhouding van de twee bundels ook een significant effect op de laskwaliteit . wanneer de twee bundels is groter dan de energie van de energie die de energie is, is de energieratio van de energieratio zo goed. 1: 1, wat helpt om de kwaliteit van de las te verbeteren en het smeltgebied te vergroten. Zelfs bij een hogere lassnelheid kan een soepele en mooie las worden verkregen.
3.3 Lassen met dubbele straal van ongelijke dikteplaten
In de industriële productie is het vaak noodzakelijk om twee of meer metalen platen van verschillende diktes te lassen en vormen samen om een gesplitste plaat te vormen ., vooral bij de productie van autofabrieken, wordt de toepassing van gesplitste platen steeds uitgebreider .
Door platen van verschillende specificaties, oppervlaktecoatings of eigenschappen samen te lassen, kan de sterkte worden verbeterd, kan het energieverbruik worden verminderd en kan het gewicht worden verminderd . in het lassen van gesplitste platen, laserlassen van platen van verschillende dikten wordt meestal gebruikt . Het hoofdprobleem is dat de werkplek moet worden gelast om te worden gelast om te zijn, voor de hoogrand en een hoog-recision worden gebruikt en een hoog-recision wordt gebruikt. Montage . Voor platen met ongelijke dikte kan lassen met dubbele bundel zich aanpassen aan de verschillen in plaatopeningen, buttervallen, relatieve diktes en materialen, en kan platen met grote rand- en gaptoleranties lassen, waardoor de lassnelheid en laskwaliteit . wordt verbeterd}}}}}}
De hoofdprocesparameters van dual-beam lassen van platen van ongelijke dikte kunnen worden onderverdeeld in lasparameters en plaatparameters, zoals weergegeven in de figuur . Lasparameters omvatten het vermogen van de twee laserbestanden, lassnelheid, focale positie, lasrotrotatie. Parameters omvatten materiaalgrootte, prestaties, randafwerking en plaatopening . Het vermogen van de twee laserstralen kan afzonderlijk worden aangepast volgens verschillende lasdoeleinden .
Meestal, wanneer de focus ligt op het oppervlak van de dunne plaat, is het lasproces stabiel en efficiënt .} De laskophoek wordt meestal geselecteerd op ongeveer 6 graden . Als de dikte van de twee platen groot is, is een positieve lashoofd. Een negatieve laskophoek kan worden gebruikt . De lasafwijking wordt gedefinieerd als de afstand tussen de laserfocus en de rand van de dikke plaat . Door de lasafwijking aan te passen, kan de lasconcavaviteit worden verminderd om een goede lasdoorsnede te verkrijgen .
Wanneer lasplaten met grote openingen met grote openingen, kan de effectieve straalverwarmingsdiameter worden verhoogd door de dubbele bundelhoek te roteren om goede gap -vulmogelijkheden te bereiken . De breedte van de bovenkant van de las wordt bepaald door de effectieve bundelbeelden van de twee laserbundels, de bundelrot van de twee laser, de bundelrot de dubbele bundel, de bundel, de dual de dubbele bundel, de dual de dubbele bundel, de dual de dubbele bundel, de dual de dubbele bundel. Verwarmingsbereik en de breder de bovenste breedte van de las . De twee laserstralen spelen verschillende rollen in het lasproces, één straal wordt voornamelijk gebruikt om het gewricht binnen te dringen, en de andere balk wordt voornamelijk gebruikt om het dikke bundel te smelten om het dikke bundel te smelten met de dikke bundel. op de las), de voorste balk raakt de dikke plaat, verwarmt het gesmolten materiaal en de daaropvolgende laserstralen produceren penetratie . De eerste laserstraal aan de voorkant kan de dikke plaat alleen gedeeltelijk inzetten, maar ook voor het lasproces, maar ook voor het volgende buna, maar ook het vullen van het volgende bundel, maar ook het vullen van het volgende bunken, maar ook het vullen van het volgende bundel, maar ook voor het volgende bundel. Dier door het gewricht, waardoor de lassnelheid wordt verhoogd . in dual-balk lassen met een negatieve rotatiehoek (de voorste balk werkt op de las en de achterste bundel werkt op de dikke plaat), de twee laserbundels werken op tegenovergestelde manieren . De voorste bundel penetreert het gewricht en de dikke plaat en vult de GAP {}}}
Op dit moment moet de laser van de voorste balk door de koude plaat doordringen, en de lassnelheid is lager dan die van de positieve bundelrotatiehoek . tegelijkertijd, vanwege het voorverwarmingseffect van de voorste bundellaser, zal de achterste laser van de tweede laser op dit moment smelten bij hetzelfde vermogen .} op dit moment, de kracht van de tweede laser Verminderde . In vergelijking, kan de positieve bundelrotatiehoek de lassnelheid op de juiste manier verhogen, terwijl de negatieve bundelrotatiehoek een beter gap -vuleffect kan bereiken . De onderstaande afbeelding toont het effect van verschillende bundelrotatiehoeken op de laskruissectie {.
3.4 Laslassen met dubbele bundels van dikke platen
Met de verbetering van het laser van het vermogensniveau en de bundelkwaliteit is dikke plaat laserlassen een realiteit geworden . Maar vanwege de hoge kosten van krachtige lasers en de algemene behoefte aan metaalvulling in dikke plaatlassen, is het onderworpen aan bepaalde beperkingen in de werkelijke productie van de effectieve hitte, maar ook de effectieve hitte-dia-dia-dia van het bundel. Verbetert de smeltcapaciteit van de vulstofdraad, stabiliseert het lasersleutelgat, verbetert de lasstabiliteit en verbetert dus de laskwaliteit .
