Mit der rasanten Entwicklung der globalen Fertigungsindustrie wird die Schweißtechnologie immer häufiger eingesetzt und das Niveau der Schweißtechnologie steigt immer weiter an. Es entstehen ständig neue Schweißverfahren und professionelle Schweißgeräte ändern sich von Tag zu Tag. Gleichzeitig müssen in- und ausländische Hersteller von Schweißgeräten ihre Stärke auf verschiedene Weise unter Beweis stellen, insbesondere durch Ausstellungen, auf denen sie eine breite Palette von Produkten und fortschrittlichen Technologien präsentieren. Bis zum Ende des Jahrhunderts hat sich die Entwicklung des Kohlelichtbogenschweißens mehr als hundert Jahre lang entwickelt und Hunderte von Verfahren entwickelt. Auch das Niveau der Schweißtechnologie hat einen neuen Höhepunkt erreicht. Die Schweißstruktur bewegt sich in Richtung großflächiger, komplexer und hochparametriger Schweißverfahren.
Verarbeitungsprinzip der Laserschweißtechnologie
Durch Laserstrahlung wird die zu bearbeitende Oberfläche erhitzt, die Oberflächenwärme breitet sich durch Wärmeleitung ins Innere aus und durch die Steuerung der Laserparameter wie Breite, Energie, Spitzenleistung und Wiederholfrequenz des Laserpulses wird das Werkstück zu einem gezielten Schmelzbad aufgeschmolzen.
Laserschweißen kann mit kontinuierlichen oder gepulsten Laserstrahlen durchgeführt werden. Das Prinzip des Laserschweißens kann in Wärmeleitungsschweißen und Lasertiefschmelzschweißen unterteilt werden. Beim Wärmeleitungsschweißen beträgt die Leistungsdichte weniger als 10 bis 10 W/cm, die Schmelztiefe ist dabei gering und die Schweißgeschwindigkeit ist langsam. Bei einer Leistungsdichte von mehr als 10 bis 10 W/cm wird die Metalloberfläche durch die thermische Wirkung konkav zu einem „Loch“, wodurch ein Tiefschmelzschweißen entsteht. Das Verhältnis von Schweißgeschwindigkeit, Tiefe und Breite ist groß.
Die Laserschweißtechnologie wird in der Automobil-, Schiffs- und Flugzeugindustrie, bei Hochgeschwindigkeitszügen und in anderen Bereichen der Präzisionsfertigung häufig eingesetzt. Sie bringt nicht nur eine deutliche Verbesserung der Lebensqualität der Menschen, sondern führt auch die Haushaltsgeräteindustrie in das Zeitalter der Präzisionsarbeit.
Insbesondere die von Volkswagen entwickelte 42-Meter-Nahtlosschweißtechnologie hat die Integrität und Stabilität der Karosserie deutlich verbessert, nachdem der führende Haushaltsgerätehersteller Haier Group die erste Waschmaschine auf den Markt gebracht hat, die mithilfe der Laser-Nahtlosschweißtechnologie hergestellt wurde. Fortschrittliche Lasertechnologie kann das Leben der Menschen erheblich verändern.
Verarbeitungsprinzip des Laser-Verbundschweißens
Das Laserverbundschweißen ist eine Kombination aus Laserstrahlschweißen und MIG-Schweißtechnologie zur Erzielung optimaler Schweißergebnisse, schneller Schweißvorgänge und einer guten Schweißüberbrückungsfähigkeit und stellt derzeit das fortschrittlichste Schweißverfahren dar.
Die Vorteile des Laserverbundschweißens sind: hohe Geschwindigkeit, geringe thermische Verformung, kleiner Wärmeeinflussbereich und Gewährleistung der Metallstruktur und der mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht. Das Laserverbundschweißen eignet sich neben dem Schweißen von dünnen Blechstrukturkomponenten in Automobilen für viele andere Anwendungen. Beispielsweise wird die Technologie bei der Herstellung von Betonpumpen und Mobilkranauslegern eingesetzt, die die Verarbeitung hochfester Stähle erfordern, wo die herkömmliche Technologie aufgrund der Notwendigkeit anderer Hilfsprozesse (z. B. Vorwärmen) häufig zu erhöhten Kosten führt. Darüber hinaus kann die Technologie auch bei der Herstellung von Schienenfahrzeugen und herkömmlichen Stahlkonstruktionen (z. B. Brücken, Kraftstofftanks usw.) angewendet werden.
Verfahrensprinzip des Rührreibschweißens
Beim Reibrührschweißen werden Reibungswärme und Wärme aus plastischer Verformung als Schweißwärmequelle verwendet. Beim Reibrührschweißen wird eine zylindrische oder anders geformte (z. B. mit Gewinde versehene) Rührnadel in die Verbindung des Werkstücks eingeführt und reibt durch die Hochgeschwindigkeitsrotation des Schweißkopfes am geschweißten Werkstückmaterial, wodurch die Temperatur des Materials im Verbindungsbereich steigt und es weicher wird.
Beim Rührreibschweißen wird das Werkstück beim Schweißvorgang fest auf der Rückseite fixiert, die Seite des Schweißkopfes rotiert mit hoher Geschwindigkeit und die Seite der Naht bewegt sich entlang des Werkstücks und relativ zum Werkstück.
Der hervorstehende Abschnitt des Schweißkopfes dringt in das Material ein und reibt und rührt. Die Schulter des Schweißkopfes und die Oberfläche des Werkstücks erzeugen Reibungswärme und dienen dazu, den plastischen Zustand des Materialüberlaufs zu verhindern und können gleichzeitig beim Entfernen der Oxidschicht von der Oberfläche eine Rolle spielen.
Am Ende einer Reibrührschweißung bleibt am Ende der Schweißnaht ein Schlüsselloch zurück. Normalerweise kann dieses Schlüsselloch durch andere Schweißverfahren entfernt oder versiegelt werden.
Durch Rührreibschweißen können unterschiedliche Materialien wie Metall, Keramik, Kunststoff usw. verschweißt werden. Rührreibschweißen zeichnet sich durch eine hohe Schweißqualität aus, es treten kaum Fehler auf, die Mechanisierung und Automatisierung ist einfach, die Qualität ist stabil, die Kosten niedrig und die Effizienz hoch.
Verfahrensprinzip des Elektronenstrahlschweißens
Beim Elektronenstrahlschweißen wird ein Beschuss beschleunigter und fokussierter Elektronenstrahlen in einem Vakuum oder in Nicht-Vakuum auf Schweißverbindungen angewendet, die durch thermische Energieschweißen erzeugt werden.
Das Elektronenstrahlschweißen wird in vielen Branchen, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, der Atomenergie, der Landesverteidigung und dem Militär, der Automobilindustrie sowie in der Elektro- und Elektronikinstrumentenherstellung, häufig eingesetzt, da es die Vorteile bietet, keine Elektroden zu verwenden, nicht leicht zu oxidieren, eine gute Prozesswiederholbarkeit und geringe Wärmeverformung zu gewährleisten.
Elektronen entweichen aus der Elektronenkanone im Emitter (Kathode) und werden unter Einwirkung der Beschleunigungsspannung auf das 2,3- bis 0,7-fache der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, wobei sie eine bestimmte kinetische Energie aufweisen. Dann werden sie durch die elektrostatischen Linsen und elektromagnetischen Linsen der Elektronenkanone zu einem Elektronenstrahl mit sehr hoher Leistungsdichte gebündelt. Dieser Elektronenstrahl trifft auf die Oberfläche des Werkstücks, wandelt kinetische Elektronenenergie in Wärmeenergie um und lässt das Metall schnell schmelzen und verdampfen. Unter Einwirkung des Metalldampfs unter hohem Druck wird in die Oberfläche des Werkstücks schnell ein kleines Loch „gebohrt“, auch „Schlüsselloch“ genannt. Durch die Relativbewegung des Elektronenstrahls und des Werkstücks fließt das flüssige Metall entlang der kleinen Löcher zur Rückseite des Schmelzbads, wo es abkühlt und erstarrt und eine Schweißnaht bildet.
Die Durchdringungsfähigkeit und Leistungsdichte des Elektronenstrahls ist sehr hoch, das Verhältnis von Schweißtiefe zu Schweißbreite ist groß und kann 50:1 erreichen. Große Materialdicken können zeitgleich realisiert werden, die maximale Schweißdicke beträgt 300 mm. Schweißzugänglichkeit und Schweißgeschwindigkeit liegen im Allgemeinen bei 1 m/min oder mehr, die Wärmeeinflusszone ist klein, die Schweißverformung ist gering und die Schweißstruktur ist hochpräzise. Die Energie des Elektronenstrahls kann angepasst werden, die Dicke des geschweißten Metalls kann von dünn bis 0,05 mm bis 300 mm reichen, ohne Abschrägung, eine Schweißform, die mit anderen Schweißverfahren nicht erreicht werden kann. Der Materialbereich des Elektronenstrahlschweißens ist groß, insbesondere für aktive Metalle, hochschmelzende Metalle und Werkstückschweißen mit hohen Qualitätsanforderungen.
Verarbeitungsprinzip des Ultraschall-Metallschweißens
Beim Ultraschallschweißen von Metallen wird mechanische Schwingungsenergie mit Ultraschallfrequenz verwendet, um gleiche oder ungleiche Metalle mit einer speziellen Methode zu verbinden. Beim Ultraschallschweißen von Metallen wird weder Strom an das Werkstück geliefert, noch wird eine Hochtemperatur-Wärmequelle auf das Werkstück angewendet, sondern nur unter statischem Druck wird die Schwingungsenergie des Rahmens in die zwischen den Werkstücken entstehende Reibung, Verformungsenergie und begrenzte Temperaturerhöhung umgewandelt. Die metallurgische Bindung zwischen den Verbindungen ist eine Art Festkörperschweißen, das ohne Schmelzen des Grundmaterials realisiert wird. Dadurch werden die beim Widerstandsschweißen auftretenden Phänomene von Spritzern und Oxidation wirksam überwunden. Mit einem Ultraschall-Metallschweißgerät können Einzelpunktschweißungen, Mehrpunktschweißungen und Kurzstreifenschweißungen für Drähte oder Bleche aus Kupfer, Silber, Aluminium, Nickel und anderen Nichteisenmetallen durchgeführt werden. Es kann häufig zum Schweißen von SCR-Anschlussdrähten, Sicherungsstücken, elektrischen Anschlussdrähten, Polstücken und Polösen für Lithiumbatterien verwendet werden.
Beim Ultraschallschweißen von Metall werden hochfrequente Schwingungswellen unter Druck auf die zu schweißende Metalloberfläche übertragen, so dass die beiden Metalloberflächen aneinander reiben und eine Verschmelzung zwischen den Molekülschichten entsteht. Die Vorteile des Ultraschallschweißens von Metall liegen in der Schnelligkeit, Energieeinsparung, hohen Verschmelzungsfestigkeit, guten elektrischen Leitfähigkeit, Funkenfreiheit und nahezu kaltem Verarbeitungszustand. Nachteile: Die zu schweißenden Metallteile dürfen nicht zu dick sein (im Allgemeinen kleiner oder gleich 5 mm), die Schweißstelle darf nicht zu groß sein und muss unter Druck gesetzt werden.
Vorteile, Eigenschaften und Anwendungsbereiche des Laserschweißens: Derzeit verwenden immer mehr Unternehmen auf dem Markt Organschweißgeräte. Aufgrund seiner einzigartigen Vorteile wird es erfolgreich zum Präzisionsschweißen von Mikro- und Kleinteilen eingesetzt. Das Aufkommen von Hochleistungslasergeräten hat ein neues Feld des Laserschweißens eröffnet. Der als theoretische Grundlage für das Tiefschmelzschweißen gewonnene kleine Locheffekt hat in der Maschinenbau-, Automobil-, Stahl- und anderen Industriebereichen ein immer breiteres Anwendungsspektrum erreicht. Wuhan Jinmi Laser hat sich der Forschung und Herstellung von fortschrittlichen Lasergeräten für den Schulunterricht verschrieben und bietet den meisten Schülern funktionale und einfach zu bedienende industrielle Lasergeräte, kombiniert mit fortschrittlicher Technologie im In- und Ausland für chinesische Hochschulen und Militärunternehmen, um Laserschweiß-, Schneid-, Beschichtungs- und Markierungsgeräte bereitzustellen.
