Laserschweißgeräte sind weit verbreitet, aber Schweißfehler wie Risse, Schweißporosität und Spritzer gehen häufig mit dem Schweißprozess einher. Im In- und Ausland wurde viel geforscht. Sie kombinieren Laserschweißen mit Schwingung, Puls und anderen Methoden. Während sie das Prinzip studieren, legen sie auch Wert auf die Kombination mit Industrieanlagen und setzen neue Produkte aktiv ein, um ihre eigene Forschung zu fördern. Die Forschung hat eine hohe Praktikabilität.
Die heimische Forschung konzentriert sich hauptsächlich auf die Lösung von Fehlern bei Laserschweißverbindungen, und der Entstehungsmechanismus von Schweißfehlern wird ebenfalls eingehend untersucht. Viele Forscherteams haben die Probleme des Spritzens geschmolzener Pools und des Fresnel-Absorptionseffekts mittels Simulationsanalyse und Rasterelektronenmikroskop untersucht. Durch die Hochleistungslaserbestrahlung auf der Arbeitsfläche verdampft das Material schnell und erzeugt ein Schlüsselloch. Die Qualität des Schweißens wird daher durch den Fresnel-Absorptionseffekt von Schmelzbad und Schlüsselloch bestimmt.
Schweißfehler entstehen beim Laserschweißen, wie in der Abbildung gezeigt, ist der Porositätsfehler beim Laserschweißen von verzinktem hochfestem DP780-Stahl. Peng Nanxiang von der Hunan University hat die Schlüsselloch- und Fresnel-Absorption beim Laser-Tiefschweißen untersucht. Es wurde festgestellt, dass die Verteilung der Gesamtleistungsdichte der Fresnel-Absorption aufgrund der Mehrfachreflexion des Lasers im Schlüsselloch ungleichmäßig ist. Die Dichte der Lochwand nahe dem Boden des Schlüssellochs ist größer als die des oberen Lochs, und der wichtige Faktor, der die Dichteverteilung beeinflusst, ist die Laserreflexion.
Das Einzelfokus-Laserschweißverfahren weist noch einige Einschränkungen auf. Beispielsweise ist es unmöglich, den Temperaturzyklus während des Schweißens zu steuern, und beim Schweißen von Materialien mit hoher thermischer Empfindlichkeit können leicht Risse in der Schweißnaht auftreten. Um den Schweißprozess zu stabilisieren, haben viele Wissenschaftler das Doppelfokus-Laserschweißen untersucht. Pang Shengyong und andere von der Huazhong Universität für Wissenschaft und Technologie haben die Stabilität des Schlüssellochs und den Fluss in geschmolzenem Pool aus Aluminiumlegierungen unter der Art der seriellen Laser-Doppelfokusanordnung untersucht.
Das Kopplungsmodell des transienten geschmolzenen Pools und des internen Flusses des Doppelfokus-Laserschweißens aus Aluminiumlegierung wurde erstellt. Das Wärmequellenmodell wurde durch ein Raytracing-Verfahren erstellt, und die Auswirkungen des Fresnel-Absorptionseffekts, der Dampfrückstoßkraft und des inneren Flusses des geschmolzenen Pools wurden berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, dass das Dual-Focus-Laserschweißen stabiler und kontrollierbarer ist und die Fluktuation des Schlüssellochs offensichtlich schwächer ist als die des Einzellaserschweißens.
Im Vergleich zum Ausland ist die inländische Forschung zur Änderung der Strahlform des Laserstrahls geringer, die meisten konzentrieren sich auf die Änderung der Anzahl der Laserstrahlen, aber die Forschung zu Laserschweißfehlern. Ausländische Forschungsteams versuchen, mithilfe neuer optischer Komponenten den Entstehungsmechanismus des Schlüssellochkollapses und des Spritzens des geschmolzenen Pools zu untersuchen.
Einige ausländische Wissenschaftler haben auch neue Technologien ausprobiert, um die Defekte des Laserschweißens zu verbessern, beispielsweise die Verwendung von Strahloszillation oder Laserleistungsmodulation, um das Auftreten von Defekten zu reduzieren. Volppj et al. Einführung eines neu entwickelten optischen Multifokalstrahlformungselements, das einen Mehrstrahl-Taillenlaser in axialer Richtung erzeugen und den Energieeintrag in das Schlüsselloch im zusätzlichen Bereich modifizieren kann, um den Mechanismus der Spritzerbildung zu erklären und das Potenzial der Axialstrahlformung zu bewerten zur Unterdrückung von Fehlern beim Laser-Tiefschweißen. Die Ergebnisse zeigen, dass unter der Bestrahlung mit Licht hoher Intensität das Spritzen wirksam reduziert werden kann, das Zusammenfallen des Schlüssellochs vermieden werden kann, ein ausreichender Energieeintrag im oberen Schlüssellochabschnitt sichergestellt werden kann und das Spritzen von Flüssigkeit verringert werden kann.
