레이저 폭풍 – 듀얼빔 레이저 기술의 미래 기술 변화 2

1. 적용사례

1) 접합 보드

1960년대에 Toyota Motor Company는 맞춤형 용접 블랭크 기술을 처음으로 채택했습니다. 2장 이상의 시트를 용접으로 연결한 후 스탬프를 찍는 것입니다. 이러한 시트는 두께, 재료 및 특성이 다를 수 있습니다. 에너지 절약, 환경 보호, 운전 안전 등 자동차 성능 및 기능에 대한 요구 사항이 점점 높아짐에 따라 맞춤형 용접 기술이 점점 더 주목을 받고 있습니다. 플레이트 용접에는 스폿 용접, 플래시 맞대기 용접,레이저 용접, 수소 아크 용접 등 현재,레이저 용접주로 해외 연구 및 맞춤형 용접 블랭크 생산에 사용됩니다.

실험결과와 계산결과를 비교하여 결과가 잘 일치하여 열원모델의 정확성을 검증하였다. 다양한 공정 매개변수 하에서 용접 이음매의 폭을 계산하고 점차적으로 최적화했습니다. 마지막으로 2:1의 빔 에너지 비율을 채택하고 이중 빔을 평행하게 배치했으며 큰 에너지 빔은 용접 이음매의 중앙에 위치했고 작은 에너지 빔은 두꺼운 판에 위치했습니다. 용접 폭을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 두 광선이 서로 45도일 때. 배치되면 빔은 두꺼운 판과 얇은 판에 각각 작용합니다. 유효 히팅 빔 직경이 줄어들기 때문에 용접 폭도 줄어듭니다.

2) 알루미늄 강철 이종 금속

본 연구에서는 다음과 같은 결론을 도출하였다. (1) 빔 에너지 비율이 증가함에 따라 용접/알루미늄 합금 계면의 동일 위치 영역에 있는 금속간 화합물의 두께가 점차 감소하고 분포가 보다 규칙적으로 된다. RS=2일 때 인터페이스 IMC 층의 두께는 5-10 마이크론입니다. 자유로운 "바늘 모양" IMC의 최대 길이는 23미크론입니다. RS=0.67일 때 인터페이스 IMC 층의 두께는 5미크론 미만이고 자유 "바늘 모양" IMC의 최대 길이는 5.6미크론입니다. 금속간 화합물의 두께가 현저히 감소됩니다.

(2)평행 이중 빔 레이저를 용접에 사용하는 경우 용접/알루미늄 합금 경계면의 IMC가 더 불규칙합니다. 강철/알루미늄 합금 접합 경계면 근처의 용접/알루미늄 합금 경계면에서 IMC 층 두께는 더 두껍고 최대 두께는 23.7미크론입니다. . 빔 에너지 비율이 증가함에 따라 RS=1.50일 때 용접/알루미늄 합금 경계면의 IMC 층 두께는 직렬 이중 빔의 동일한 영역에 있는 금속간 화합물의 두께보다 여전히 더 큽니다.

3. 알루미늄-리튬 합금 T형 조인트

2A97 알루미늄 합금의 레이저 용접 조인트의 기계적 특성과 관련하여 연구원들은 미세 경도, 인장 특성 및 피로 특성을 연구했습니다. 테스트 결과에 따르면 2A97-T3/T4 알루미늄 합금의 레이저 용접 조인트의 용접 영역이 심각하게 연화되었습니다. 계수는 약 0.6이며, 이는 강화 단계의 용해 및 그에 따른 석출의 어려움과 주로 관련됩니다. IPGYLR-6000 파이버 레이저로 용접된 2A97-T4 알루미늄 합금 조인트의 강도 계수는 0.8에 도달할 수 있지만 가소성은 낮고 IPGYLS-4000 파이버는레이저 용접레이저 용접 2A97-T3 알루미늄 합금 조인트의 강도 계수는 약 0.6입니다. 기공 결함은 2A97-T3 알루미늄 합금 레이저 용접 조인트의 피로 균열의 원인입니다.

동기 모드에서 다양한 결정 형태에 따라 FZ는 주로 주상 결정과 등축 결정으로 구성됩니다. 원주형 결정은 에피택셜 EQZ 성장 방향을 가지며 성장 방향은 융합선에 수직입니다. 이는 EQZ 입자의 표면이 기성 핵생성 입자이고, 이 방향으로의 열소산이 가장 빠르기 때문이다. 따라서 수직 융합선의 1차 결정학적 축이 우선적으로 성장하고 측면이 제한됩니다. 기둥형 결정이 용접 중심을 향해 성장함에 따라 구조적 형태가 변경되고 기둥형 수상돌기가 형성됩니다. 용접 중심부에서는 용융 풀의 온도가 높고 방열률은 모든 방향에서 동일하며 결정립은 모든 방향에서 등축으로 성장하여 등축 수상돌기를 형성합니다. 등축 수상돌기의 1차 결정학적 축이 시편 평면에 정확하게 접할 때, 금속학적 단계에서 명백한 꽃과 같은 입자가 관찰될 수 있습니다. 또한, 용접 영역의 국부적 구성 요소의 과냉각의 영향을 받아 동기 모드 T형 조인트의 용접 이음새 영역에 등축 세립 밴드가 일반적으로 나타나며 등축 세립 밴드의 결정 형태는 다음과 다릅니다. EQZ의 입자 형태. 같은 모습. 이종 모드 TSTB-LW의 가열 과정은 동기 모드 TSTB-LW의 가열 과정과 다르기 때문에 거대 형태와 미세 구조 형태에 명백한 차이가 있습니다. 이종 모드 TSTB-LW T자형 조인트는 두 번의 열 사이클을 경험하여 이중 용융 풀 특성을 보여줍니다. 용접 내부에는 명백한 2차 융합 라인이 있으며 열전도 용접으로 형성된 용융 풀은 작습니다. 이종 모드 TSTB-LW 공정에서 깊은 용입 용접은 열전도 용접의 가열 공정에 의해 영향을 받습니다. 2차 융합 라인에 가까운 원주형 수상돌기와 등축형 수상돌기는 작은 입자 경계를 가지며 기둥형 또는 셀형 결정으로 변환됩니다. 이는 열전도 용접의 가열 과정이 깊은 용입 용접에 열처리 효과가 있음을 나타냅니다. 그리고 열전도성 용접부 중앙에 있는 수상돌기의 결정립 크기는 2~5미크론으로, 심용입 용접부 중앙에 있는 수상돌기의 결정립 크기(5~10미크론)보다 훨씬 작습니다. 이는 주로 양면 용접의 최대 가열과 관련이 있습니다. 온도는 후속 냉각 속도와 관련이 있습니다.

3) 더블빔 레이저 파우더 클래딩 용접의 원리

4)높은 납땜 접합 강도

더블빔 레이저 분말 증착 용접 실험에서는 두 개의 레이저빔이 브릿지 와이어의 양쪽에 나란히 분포되어 있기 때문에 싱글빔 레이저 분말 증착 용접보다 레이저와 기판의 범위가 더 크고, 결과적인 솔더 조인트는 브리지 와이어에 수직입니다. 와이어 방향은 상대적으로 길다. 그림 3.6은 단일 빔 및 이중 빔 레이저 분말 증착 용접으로 얻은 솔더 조인트를 보여줍니다. 용접 과정에서 더블빔인지 여부레이저 용접방법 또는 단일 빔레이저 용접열전도를 통해 모재에 일정한 용융 풀이 형성되는 방식입니다. 이러한 방식으로, 용융 풀 내의 용융된 모재 금속은 용융된 자기 플럭스 합금 분말과 야금학적 결합을 형성하여 용접을 달성할 수 있다. 용접에 듀얼 빔 레이저를 사용할 때 레이저 빔과 모재 사이의 상호 작용은 두 레이저 빔의 작용 영역 사이의 상호 작용, 즉 레이저에 의해 재료에 형성된 두 용융 풀 사이의 상호 작용입니다. . 이런 방식으로 생성된 새로운 융합은 단일빔보다 면적이 더 크다.레이저 용접, 그래서 더블빔으로 얻은 솔더 조인트레이저 용접싱글빔보다 강하다레이저 용접.

2. 높은 납땜성 및 반복성

싱글빔에서는레이저 용접실험에서 레이저의 초점 중심이 마이크로 브릿지 와이어에 직접 작용하기 때문에 브릿지 와이어는 매우 높은 요구 사항을 가지고 있습니다.레이저 용접고르지 않은 레이저 에너지 밀도 분포 및 고르지 않은 합금 분말 두께와 같은 공정 매개변수. 이로 인해 용접 공정 중에 와이어가 파손될 수 있으며 브리지 와이어가 기화되는 직접적인 원인이 될 수도 있습니다. 이중 빔 레이저 용접 방법에서는 두 개의 레이저 빔의 초점이 맞춰진 스폿 중심이 마이크로 브리지 와이어에 직접 작용하지 않기 때문에 브리지 와이어의 레이저 용접 공정 매개변수에 대한 엄격한 요구 사항이 줄어들고 용접성 및 용접성이 향상됩니다. 반복성이 크게 향상되었습니다. .


게시 시간: 2023년 10월 17일