Es wird eine Dual-Strahl-Schweißmethode vorgeschlagen, die hauptsächlich zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit des Laserschweißens an die Montagegenauigkeit, zur Erhöhung der Stabilität des Schweißprozesses und der Verbesserung der Qualität von Schweißnähten .. Es ist besonders geeignet für Schweißplatten, Aluminiumlegierungen und andere Materialien {. geeignet.
Das Dual-Beam-Schweißverfahren wird hauptsächlich vorgeschlagen, um die Anpassungsfähigkeit des Laserschweißens an die Montagegenauigkeit zu verbessern, die Stabilität des Schweißprozesses zu erhöhen und die Qualität von Schweißnähten zu verbessern. Strahlen für das Schweißen, verwenden aber auch zwei verschiedene Arten von Lasern für das kombinierte Schweißen . CO2-Laser, nd: yag-Laser, Hochleistungs-Halbleiterlaser usw. usw. . können miteinander kombiniert werden .}}}}}}, indem die Energieverteilung der Zwei-Distanz-Modus, die Strahlen, und sogar die Energie der Strahlen, die Strahlen, und sogar die Strahlen der Strahlen, die Strahlen, und sogar die Schmiede der Strahlen, die Strahlen, und sogar die Strahlen, die Strahlen, und sogar die Strahlen, die Strahlen, und sogar die Strahlen, die Strahlen, und sogar die Strahlen, die Strahlen, und sogar die Strahlen, die Strahlen, und sogar die Strahlen, die Strahlen, und sogar die Strahlen, die Strahlen, und sogar die Strahlen, und sogar die Strahlen, und sogar die Strahlen, und sogar die Strahlen, und sogar die Strahlen, sogar die Strahlen und sogar die Strahlen, sogar die Strahlen, sogar die Strahlen, sogar die Strahlen, können Sie sich. Strahlen, das Schweißtemperaturfeld kann bequem und flexibel angepasst werden, wodurch die Existenz von Löchern und den Flüssigkeitsfluss im geschmolzenen Pool eine größere Auswahl an Schweißtechnologien bietet, die durch ein-Strahl-Laser-Schweißen nicht nur durch die Einführung von Laser-Schweißen mit einem Strahl nicht übereinstimmt. Schweißen Sie mit herkömmlichem Laserschweißen .
1. Prinzip des Dual-Strahl-Laserschweißens
Das Dual-Beam-Schweißen bezieht sich auf die Verwendung von zwei Laserstrahlen gleichzeitig während des Schweißprozesses . Strahlanordnung, Strahlabstand, der Winkel, der durch die beiden Strahlen gebildet wird, die Fokussposition, und das Energieverhältnis der beiden Strahlen sind alle relevanten Parametern in Dual-Bream-Lasern. beams. As shown in the figure, one is to arrange them in series along the welding direction. This arrangement can reduce the cooling rate of the molten pool, reduce the hardening tendency of the weld and the generation of pores. The other is to arrange the beams side by side or cross on both sides of the weld to increase the adaptability to the weld GAP .
Für das in Serie angeordnete Dual-Beam-Laserschweißsystem gibt es drei verschiedene Schweißmechanismen gemäß dem Abstand zwischen den beiden Strahlen .
1)Im ersten Schweißmechanismus ist der Abstand zwischen den beiden Strahlen groß, ein Strahl hat eine höhere Energiedichte und konzentriert sich auf die Oberfläche des Werkstücks, wodurch kleine Löcher während des Schweißens erzeugt werden. 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)Im zweiten Schweißmechanismus ist der Abstand zwischen den beiden Laserfoki relativ klein.
3) Im dritten Schweißmechanismus ist der Abstand zwischen den beiden Laserstrahlen sehr gering, und die beiden Laserstrahlen erzeugen im Vergleich zu einem einzelnen Strahllasloch im Schweißpool {{{}}. kontinuierliche, einheitliche und schöne Schweißnähte .
Während des Schweißprozesses können die beiden Laserstrahlen auch auf einen bestimmten Winkel eingestellt werden, und sein Schweißmechanismus ähnelt dem parallelen Doppelstrahlschweißmechanismus . Die Testergebnisse zeigen, dass durch Kombination von zwei Hochleistungs-OO-Laserbalken mit einem Winkel von 30 Grad und einem Abstand von 1 ~ 2 mm. und stabiler, die in praktischen Anwendungen die Schweißqualität . effektiv verbessern können
2. Implementierungsmethode des Dual-Beam-Laserschweißens
Die Doppelstrahlausgabe kann erreicht werden, indem zwei verschiedene Laserstrahlen kombiniert werden oder ein optisches Strahlspaltsystem verwendet werden, um einen Laserstrahl in zwei Strahlen zum Schweißen zu teilen, um einen Laserstrahl in zwei Differenzdifferenzmächten zu teilen, ein Parallellaser, ein BEAM-BEAM-BEAM-TACKS-SPECLES-SPEZIGE-SPECT-SPECLING. Fokussierung als Balkensplitter . fokussieren
Zusätzlich kann ein Reflektor als Strahlsplitter verwendet werden, und der letzte Reflektor im optischen Pfad wird als Strahlsplitter verwendet. {. Dieser Reflektor wird auch als Ridge -Reflektor bezeichnet . seine Reflexionsoberfläche ist keine einzelne Ebene, sondern besteht aus zwei Flugzeugen .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} Die Abschnittsoberfläche, die sich auf den Abschnitt der Mischung befindet, wie sich der Machen auf den Machen befindet. Wie in der Abbildung . ein paralleler Strahl gezeigt wird auf den Strahlsplitter, spiegelt zwei Ebenen in verschiedenen Winkeln in zwei Strahlen reflektiert, die auf verschiedene Positionen auf der Fokussierungslinse bestrahlt werden, und fokussiert, um zwei Balken mit einem bestimmten Abstand auf der Arbeit der Arbeitsposition zu erhalten. Mit unterschiedlichen Brennweiten und Anordnungen können . erhalten werden
Wenn zwei verschiedene Arten von Laserstrahlen verwendet werden, um einen Dualstrahl zu bilden, gibt es viele Kombinationen . Ein hochwertiger CO2-Laser mit einer Gaußschen Energieverteilung können für die Hauptschweißarbeit verwendet werden, die durch eine Semikonuktor-Laser mit einer Rechteckverteilung für Heizenbehandlung ergänzt ist. Balken können unabhängig voneinander eingestellt werden. Andererseits kann ein einstellbares Temperaturfeld erhalten werden, indem die überlappende Position des Lasers und des Semikonduktorlasers angepasst werden. Mit gepulsten Lasern zum Schweißen und fokussierten Strahlen können mit defokusionierten Strahlen zum Schweißen kombiniert werden .
3. Prinzip des Dual-Strahl-Laserschweißens
3.1 Doppelstrahl-Laserschweißen des verzinkten Blattes
Verzinktes Stahlblech ist das am häufigsten verwendete Material in der Automobilindustrie . Der Schmelzpunkt von Stahl liegt bei 1500 Grad, während der Siedepunkt von Zink nur 906 Grad beträgt. Lap -Gelenke tritt nicht nur auf den oberen und unteren Oberflächen, sondern auch an der gemeinsamen Grenzfläche . während des Schweißprozesses schnell auf die Flüchtlingsfugen auf. Zinkdampf spricht in einigen Bereichen schnell aus der geschmolzenen Pooloberfläche, während Zinkdampf in einigen Bereichen schwierig zu entkommen ist.
Das Dual-Strahl-Laserschweißen kann das durch Zinkdampf verursachte Schweißqualitätsproblem lösen. Eine Methode besteht darin, die Verweilzeit und die Kühlrate des geschmolzenen Pools durch angemessene Übereinstimmung mit der Energie der beiden Laserstrahlen zu steuern, die dem Flucht des Zinkampfs förderlich ist. Eine andere Methode besteht darin, Zinkdampf durch das Vorab- oder Rillen zu entfliehen . Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, wird ein CO2-Laser zum Schweißen verwendet, und ein YAG-Laser an der Vorderseite des CO2-Lasers wird zum Bohren verwendet. im geschmolzenen Pool aufbewahrt und Defekte bilden .
3.2 Dual-Strahl-Laserschweißen der Aluminiumlegierung
Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von Aluminiumlegierungsmaterialien hat das Laserschweißen die folgenden Schwierigkeiten: Aluminiumlegierung hat eine niedrige Absorptionsrate für Laser, und das anfängliche Reflexionsvermögen der CO2 -Laserstrahloberfläche übersteigt 90%. Laserschweißungen mit Aluminiumlegierung sind während des Schweißens für Poren und Risse neigend. Und es gibt einen Verlust von Legierungselementen beim Schweißen {., wenn ein Laserschweißen mit einem Strahl verwendet wird. Das Schlüsselloch ist schwer zu bilden und die Stabilität . schwierig aufrechtzuerhalten, wenn die Dualstrahl-Laserschweißung verwendet wird, um zu vergrößern. Die Laserschweißung. Erzeugung von Poren und Schweißrissen . Da der Schweißprozess stabiler ist und die Menge an Spitzer reduziert ist, ist die Schweißoberflächenbildung durch Dual-Strahl-Schweißen der Aluminiumlegierung auch signifikant besser als der einzelne Balken mit einem einzelnen Balken mit einem DOUL-Schuhgeweiß. Laserstrahl .
Studies have shown that when welding 2mm thick 5000 series aluminum alloy, when the spacing between the two beams is 0.6~1.0mm, the welding process is relatively stable, and the keyhole opening formed is larger, which is conducive to the evaporation and escape of magnesium during welding. If the spacing between the two beams is too Klein, das Schweißprozess ähnelt dem Einstrahlschweißen und ist nicht leicht stabil zu sein. Wenn der Abstand zu groß ist, beeinflusst er die Schweißdurchdringung, wie in der Abbildung unten . Zusätzlich gezeigt, das Energieverhältnis der beiden Strahlen hat auch einen signifikanten Einfluss auf die Schweißqualität . Wenn die beiden Balken mit einem Abstand von 0,9 mm. 1: 1, was hilft, die Qualität der Schweißnaht zu verbessern und den Schmelzbereich zu erhöhen. Selbst bei einer höheren Schweißgeschwindigkeit kann eine glatte und schöne Schweißnaht erhalten werden.
3.3 Dualstrahlschweißen ungleicher Dickeplatten
In der industriellen Produktion ist es häufig notwendig, zwei oder mehr Metallplatten mit verschiedenen Dicken und Formen zusammenzuschweißen, um eine Spleißplatte zu bilden.
Durch Schweißen von Platten unterschiedlicher Spezifikationen, Oberflächenbeschichtungen oder Eigenschaften kann die Stärke verbessert werden, der Energieverbrauch reduziert werden und das Gewicht kann reduziert werden. . Beim Schweißen von Spleißplatten, Laserschweißen von Platten mit unterschiedlichen Dicken wird normalerweise verwendet.. Die Hauptprobleme und sichergestellt, dass die Arbeit, die hochrangig ist, ist, dass das Arbeitsplatz mit hoher Rande. Assemblierung . Für Platten mit ungleicher Dicke, zweistrahltes Schweißen kann sich an die Unterschiede in Plattenlücken, Stumpenverbindungen, relativ
The main process parameters of dual-beam welding of plates of unequal thickness can be divided into welding parameters and plate parameters, as shown in the figure. Welding parameters include the power of the two laser beams, welding speed, focal position, welding head angle, beam rotation angle of the dual beams at the butt joint, and welding deviation. Plate Zu den Parametern gehören Materialgröße, Leistung, Kantentrimmen und Plattenspalt . Die Leistung der beiden Laserstrahlen kann separat gemäß verschiedenen Schweißzwecken . eingestellt werden
Wenn sich der Fokus auf der Oberfläche der dünnen Platte befindet, ist der Schweißprozess normalerweise stabil und effizient . Der Schweißkopfwinkel wird normalerweise bei etwa 6 Grad . ausgewählt, wenn die Dicke der beiden Plates groß ist, ein positiver Schweißwinkel kann verwendet werden. Ein negativer Schweißkopfwinkel kann verwendet werden. . Die Schweißabweichung ist definiert als der Abstand zwischen dem Laserfokus und der Kante der dicken Platte . Durch Anpassung der Schweißabweichung kann die Schweißkonkavität reduziert werden, um einen guten Schweißquerschnitt .} zu erhalten
Beim Schweißen von Platten mit großen Lücken kann der effektive Strahlheizdurchmesser erhöht werden, indem der Doppelstrahlwinkel gedreht wird, um gute Spaltfüllfähigkeiten zu erzielen. Reichweite und die breitere obere Breite der Schweißnaht {. Die beiden Laserstrahlen spielen im Schweißprozess unterschiedliche Rollen, ein Strahl wird hauptsächlich verwendet, um das Gelenk zu durchdringen, und der andere Strahl wird hauptsächlich verwendet, um das dicke Plattenmaterial zu schmelzen, um den Spalt zu füllen. Schweißen Sie den vorderen Strahl auf die dicke Platte, erwärmt das geschmolzene Material und die nachfolgenden Laserstrahlen erzeugen die Penetration . Der erste Laserstrahl vorne kann nur teilweise die dicke Platte schmelzen, er trägt das Schweißprozess stark zum Eindringen des Schweißprozesses. Gelenk, wodurch die Schweißgeschwindigkeit . im Dual-Strahl-Schweißen mit einem negativen Drehwinkel (der vordere Strahl auf der Schweiz und der hintere Strahl auf der dicken Platte) erhöht wird), wirken die beiden Laserstrahlen auf entgegengesetzte Weise.
Zu diesem Zeitpunkt muss der Frontstrahllaser die Kaltplatte eindringen, und die Schweißgeschwindigkeit ist gleichzeitig niedriger als der des positiven Strahldrehwinkels. Aufgrund des vorheizenden Effekts des vorderen Strahllasers schmelzen Sie den Vorheizeneffekt des vorderen Strahllasers. Der Heckbalkenlaser schmilzt mehr dicke Plattenmaterialien. Reduziert . Im Vergleich kann der positive Strahldrehwinkel die Schweißgeschwindigkeit angemessen erhöhen, während der negative Strahldrehwinkel einen besseren Spaltfüllungseffekt . Die folgende Abbildung zeigt den Effekt verschiedener Strahldrehwinkel auf den Schweißquerschnitt .}}}}}}}}}}}}}}}}}}
3.4 Dual-Strahl-Laserschweißen dicker Teller
Mit der Verbesserung des Laserleistungsniveaus und der Strahlqualität ist dickes Plattenlaserschweißen aufgrund der hohen Kosten für Hochleistungslaser und der allgemeinen Notwendigkeit einer Metallfüllung in dickem Plattenschweißen jedoch die hohen Kosten für Hochleistungslaser geworden. Es unterliegt jedoch bestimmter Grenzen der tatsächlichen Produktion. Strahl, verbessert die Schmelzkapazität des Fülldrahtes, stabilisiert das Laserschlüsselloch, verbessert die Schweißstabilität und verbessert somit die Schweißqualität .
