용접은 열을 가하여 두 개 이상의 금속을 결합하는 과정입니다. 용접은 일반적으로 재료를 녹는점까지 가열하여 모재 금속을 녹여 접합부 사이의 틈을 채워 강한 연결을 형성하는 과정을 포함합니다. 레이저 용접은 레이저를 열원으로 이용하는 접합 방식이다.
정사각형 케이스 전원 배터리를 예로 들어 보겠습니다. 배터리 코어는 여러 부품을 통해 레이저로 연결됩니다. 전체 레이저 용접 공정에서 재료 연결 강도, 생산 효율성 및 불량률은 업계에서 더 우려하는 세 가지 문제입니다. 재료 연결 강도는 금속 조직의 침투 깊이와 폭(레이저 광원과 밀접하게 관련됨)에 의해 반영될 수 있습니다. 생산 효율성은 주로 레이저 광원의 처리 능력과 관련이 있습니다. 결함률은 주로 레이저 광원의 선택과 관련이 있습니다. 따라서 이 기사에서는 시장에 나와 있는 일반적인 제품에 대해 설명합니다. 동료 공정 개발자에게 도움이 되기를 바라며 여러 레이저 광원에 대한 간단한 비교를 수행했습니다.
왜냐하면레이저 용접본질적으로 빛을 열로 변환하는 프로세스이며 관련된 몇 가지 주요 매개변수는 다음과 같습니다: 빔 품질(BBP, M2, 발산 각도), 에너지 밀도, 코어 직경, 에너지 분포 형태, 적응형 용접 헤드, 처리 프로세스 창 및 처리 가능한 재료 주로 이러한 방향의 레이저 광원을 분석하고 비교하는 데 사용됩니다.
단일모드-다중모드 레이저 비교
단일 모드 다중 모드 정의:
단일 모드는 2차원 평면에서 레이저 에너지의 단일 분포 패턴을 의미하고, 다중 모드는 여러 분포 패턴이 중첩되어 형성된 공간 에너지 분포 패턴을 의미합니다. 일반적으로 빔 품질 M2 계수의 크기는 파이버 레이저 출력이 단일 모드인지 다중 모드인지 판단하는 데 사용할 수 있습니다. M2가 1.3 미만이면 순수 단일 모드 레이저이고, M2가 1.3~2.0이면 준모드 레이저입니다. 단일 모드 레이저(소 모드)이며 M2는 2.0보다 큽니다. 다중 모드 레이저용.
왜냐하면레이저 용접본질적으로 빛을 열로 변환하는 프로세스이며 관련된 몇 가지 주요 매개변수는 다음과 같습니다: 빔 품질(BBP, M2, 발산 각도), 에너지 밀도, 코어 직경, 에너지 분포 형태, 적응형 용접 헤드, 처리 프로세스 창 및 처리 가능한 재료 주로 이러한 방향의 레이저 광원을 분석하고 비교하는 데 사용됩니다.
단일모드-다중모드 레이저 비교
단일 모드 다중 모드 정의:
단일 모드는 2차원 평면에서 레이저 에너지의 단일 분포 패턴을 의미하고, 다중 모드는 여러 분포 패턴이 중첩되어 형성된 공간 에너지 분포 패턴을 의미합니다. 일반적으로 빔 품질 M2 계수의 크기는 파이버 레이저 출력이 단일 모드인지 다중 모드인지 판단하는 데 사용할 수 있습니다. M2가 1.3 미만이면 순수 단일 모드 레이저이고, M2가 1.3~2.0이면 준모드 레이저입니다. 단일 모드 레이저(소 모드)이며 M2는 2.0보다 큽니다. 다중 모드 레이저용.
그림에 표시된 것처럼 그림 b는 단일 기본 모드의 에너지 분포를 보여 주며 원의 중심을 통과하는 모든 방향의 에너지 분포는 가우스 곡선 형태입니다. 그림 a는 다중 단일 레이저 모드의 중첩에 의해 형성된 공간 에너지 분포인 다중 모드 에너지 분포를 보여줍니다. 다중 모드 중첩의 결과는 평평한 곡선입니다.
일반적인 단일 모드 레이저: IPG YLR-2000-SM, SM은 단일 모드의 약어입니다. 계산에서는 시준된 초점 150-250을 사용하여 초점 크기를 계산하고 에너지 밀도는 2000W이며 초점 에너지 밀도는 비교에 사용됩니다.
싱글모드와 멀티모드 비교레이저 용접효과
단일 모드 레이저: 작은 코어 직경, 높은 에너지 밀도, 강력한 침투 능력, 작은 열 영향 영역, 날카로운 칼과 유사하며 특히 박판 용접 및 고속 용접에 적합하며 검류계와 함께 사용하여 작은 작업을 처리할 수 있습니다. 부품 및 고반사 부품(극반사 부품) 귀, 연결 부품 등)은 위 그림과 같이 싱글 모드에서는 키홀이 더 작고 내부 고압 금속 증기의 양이 제한되어 있으므로 일반적으로 내부 기공 등의 결함이 있습니다. 저속에서는 보호 공기를 불어 넣지 않으면 외관이 거칠어집니다. 고속에서는 보호 기능이 추가됩니다. 가스 처리 품질이 좋고 효율이 높으며 용접이 부드럽고 평평하며 수율이 높습니다. 겹판용접, 관통용접에 적합합니다.
다중 모드 레이저: 큰 코어 직경, 단일 모드 레이저보다 에너지 밀도가 약간 낮음, 무딘 칼, 더 큰 열쇠 구멍, 더 두꺼운 금속 구조, 더 작은 깊이 대 폭 비율, 동일한 출력에서 침투 깊이가 30% 더 낮음 단일 모드 레이저에 비해 사용하기 적합합니다. 맞대기 용접 가공 및 조립 간격이 큰 두꺼운 판 가공에 적합합니다.
복합 링 레이저 대비
하이브리드 용접: 파장 915nm의 반도체 레이저 빔과 파장 1070nm의 파이버 레이저 빔이 동일한 용접 헤드에 결합됩니다. 두 개의 레이저 빔은 동축으로 분포되어 있으며 두 개의 레이저 빔의 초점면을 유연하게 조정할 수 있으므로 제품에는 두 가지 반도체가 모두 있습니다.레이저 용접용접 후 기능. 효과는 밝고 섬유질의 깊이가 있습니다.레이저 용접.
반도체는 종종 400um 이상의 큰 광점을 사용하는데, 이는 주로 재료 예열, 재료 표면 용융 및 재료의 파이버 레이저 흡수율 증가(온도가 증가함에 따라 재료의 레이저 흡수율이 증가함)를 담당합니다.
링 레이저: 두 개의 파이버 레이저 모듈은 복합 광섬유(원통형 광섬유 내의 링 광섬유)를 통해 재료 표면으로 전송되는 레이저 광을 방출합니다.
환형 스폿이 있는 두 개의 레이저 빔: 외부 링은 키홀 개구부를 확장하고 재료를 녹이는 역할을 하며, 내부 링 레이저는 침투 깊이를 담당하여 초저 스패터 용접이 가능합니다. 내부 및 외부 링 레이저 출력 코어 직경을 자유롭게 일치시킬 수 있으며 코어 직경도 자유롭게 일치시킬 수 있습니다. 프로세스 창은 단일 레이저 빔보다 더 유연합니다.
복합원형 용접효과 비교
하이브리드 용접은 반도체 열전도 용접과 광섬유 심용입 용접의 조합이기 때문에 외부 링 침투가 더 얕고 금속 조직이 더 날카롭고 가늘습니다. 동시에 외관은 열전도율이며 용융 풀은 변동이 적고 범위가 넓으며 용융 풀은 더 안정적이어서 외관이 더 매끄러워집니다.
링 레이저는 심용입 용접과 심용입 용접의 조합이기 때문에 외부 링도 관통 깊이를 생성할 수 있어 열쇠 구멍 개구부를 효과적으로 확장할 수 있습니다. 동일한 전력이라도 침투 깊이가 더 크고 금속 조직이 두꺼우나 동시에 용융 풀의 안정성은 약간 낮습니다. 광섬유 반도체의 변동은 복합 용접의 변동보다 약간 크고 거칠기는 상대적으로 큽니다.
게시 시간: 2023년 10월 20일
