Ob qho tib si laser beam welding thiab arc welding tau siv ntev rau kev tsim khoom lag luam, thiab tso cai rau ntau yam kev siv hauv kev siv tshuab sib koom ua ke. Txhua yam ntawm cov txheej txheem no muaj nws cov chaw siv tshwj xeeb, raws li piav qhia los ntawm cov txheej txheem lub cev ntawm kev thauj mus rau qhov chaw ua haujlwm thiab los ntawm cov zog ntws uas tuaj yeem tau txais. Lub zog raug xa mus los ntawm lub laser beam qhov chaw mus rau cov khoom siv rau kev ua tiav los ntawm kev siv hluav taws xob infrared coherent siab, siv cov xov fiber-optic. Lub arc xa cov cua sov xav tau rau kev vuam los ntawm kev siv hluav taws xob siab ntws mus rau qhov chaw ua haujlwm ntawm ib lub kem arc. Cov hluav taws xob laser ua rau thaj chaw cuam tshuam los ntawm cua sov nqaim heev nrog qhov sib piv loj ntawm qhov tob ntawm kev vuam rau qhov dav ntawm cov leeg (qhov cuam tshuam tob). Lub peev xwm sib txuas ntawm cov txheej txheem vuam laser yog qis heev, vim nws txoj kab uas hla me me, tab sis ntawm qhov tod tes nws tuaj yeem ncav cuag qhov ceev vuam siab heev. Cov txheej txheem vuam arc muaj qhov ceev ntawm lub zog qis dua, tab sis ua rau muaj qhov chaw loj dua ntawm qhov chaw ua haujlwm thiab yog tus cwj pwm los ntawm kev ua haujlwm qeeb dua. Los ntawm kev sib koom ua ke ob qho txheej txheem no, kev sib koom tes zoo tuaj yeem ua tiav. Thaum kawg, qhov no ua rau nws muaj peev xwm ua tiav ob qho tib si zoo thiab cov txiaj ntsig ntawm kev tsim khoom, nrog rau kev txhim kho kev siv nyiaj txiag. Cov txheej txheem no muaj cov ntawv thov nthuav thiab zoo nkauj, ob qho tib si hauv kev lag luam tsheb, tsis yog vim tias muaj kev kam rau siab dua ntawm cov weldments, cov nqi sib koom siab dua tuaj yeem ua tau, thiab cov txheej txheem kho tshuab / thev naus laus zis zoo heev tuaj yeem ua tiav.
1. Kev Taw Qhia:
Txij li xyoo 1970 los, tau paub tias yuav ua li cas los sib txuas lub teeb laser thiab lub arc ua ke rau hauv cov txheej txheem vuam sib xyaw ua ke, tab sis tau ntev tom qab ntawd, tsis muaj kev txhim kho ntxiv lawm. Tsis ntev los no, cov kws tshawb fawb tau tig lawv txoj kev xav mus rau qhov kev kawm no dua thiab sim sib koom ua ke cov txiaj ntsig ntawm lub arc nrog cov laser, hauv cov txheej txheem vuam sib xyaw. Thaum ntxov, cov peev txheej laser tseem yuav tsum tau ua pov thawj tias lawv tsim nyog rau kev siv hauv kev lag luam, niaj hnub no lawv yog cov khoom siv thev naus laus zis hauv ntau lub tuam txhab tsim khoom.
Kev sib xyaw ua ke ntawm laser vuam nrog lwm txoj kev vuam yog hu ua "hybrid welding process". Qhov no txhais tau tias lub teeb laser thiab lub arc ua haujlwm tib lub sijhawm hauv ib cheeb tsam vuam, thiab cuam tshuam thiab txhawb nqa ib leeg.
2. Laser:
Kev vuam laser tsis yog tsuas yog xav tau lub zog laser siab xwb tab sis kuj xav tau lub teeb zoo kom tau txais qhov "deep-weld effect" uas xav tau. Qhov zoo dua ntawm lub teeb tuaj yeem siv los ua kom tau qhov me dua lossis qhov deb ntawm qhov loj dua.
Rau cov haujlwm tsim kho uas tab tom ua tam sim no, siv lub teeb laser solid-state laser nrog lub zog laser ntawm 4 kW. Lub teeb laser raug xa mus los ntawm 600 µm iav fiber.
Lub teeb laser raug xa mus los ntawm cov iav fiber, uas qhov pib thiab qhov kawg yog dej-txias. Lub teeb laser raug tso tawm rau ntawm daim ntawv ua haujlwm los ntawm lub module tsom mus rau qhov deb ntawm 200 hli.
3. Cov txheej txheem Laser Hybrid:
Rau kev vuam cov hlau ua haujlwm, lub teeb laser Nd:YAG raug tsom mus rau qhov muaj zog tshaj 106W / cm2. Thaum lub teeb laser ntaus rau ntawm qhov chaw ntawm cov khoom siv, nws ua kom qhov chaw no sov mus rau qhov kub thiab txias, thiab lub qhov dej vapor tau tsim nyob rau hauv cov hlau vuam vim yog cov pa hlau uas tawm mus. Qhov tshwj xeeb ntawm cov seam vuam yog nws qhov sib piv tob-rau-dav siab. Lub zog-ntws ntawm lub arc hlawv dawb yog me ntsis siab dua 104 W / cm2. Daim duab 1 qhia txog lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev vuam sib xyaw. Lub teeb laser
qhia ntawm no pub cua sov rau cov hlau vuam hauv qhov saum toj kawg nkaus ntawm cov leeg, ntxiv rau cua sov los ntawm arc. Tsis zoo li qhov kev teeb tsa sib law liag uas ob txoj kev vuam sib cais ua haujlwm ua ke, kev vuam sib xyaw yuav raug saib ua ke ntawm ob txoj kev vuam ua haujlwm tib lub sijhawm hauv ib qho thiab tib thaj chaw ua haujlwm. Nyob ntawm seb siv arc lossis laser txheej txheem twg, thiab ntawm cov txheej txheem txheej txheem, cov txheej txheem yuav cuam tshuam rau ib leeg mus rau qhov sib txawv thiab hauv ntau txoj kev sib txawv [1, 2].
Ua tsaug rau kev sib xyaw ua ke ntawm cov txheej txheem laser thiab cov txheej txheem arc, kuj tseem muaj kev nce ntxiv hauv qhov tob ntawm qhov vuam thiab qhov ceev ntawm qhov vuam (piv rau ib qho ntawm cov txheej txheem siv nws tus kheej). Cov pa hlau uas tawm ntawm qhov vapor cavity rov qab ua rau arc plasma. Kev nqus ntawm Nd: YAG laser hluav taws xob hauv cov plasma ua haujlwm tseem tsis tseem ceeb. Nyob ntawm seb qhov piv ntawm ob lub zog nkag tau xaiv li cas, tus cwj pwm ntawm tag nrho cov txheej txheem yuav raug txiav txim siab rau qib siab dua lossis me dua los ntawm laser lossis los ntawm arc [3,4].
Daim Duab 1: Daim duab qhia txog kev siv tshuab laserHybrid welding
Kev nqus ntawm cov hluav taws xob laser yog cuam tshuam los ntawm qhov kub ntawm qhov chaw ua haujlwm. Ua ntej cov txheej txheem vuam laser tuaj yeem pib, qhov kev cuam tshuam thawj zaug yuav tsum tau kov yeej, tshwj xeeb tshaj yog ntawm cov nplaim txhuas. Qhov no tuaj yeem ua tiav los ntawm kev pib vuam nrog qhov kev pab cuam pib tshwj xeeb. Tom qab qhov kub ntawm cov pa dej tau mus txog, lub qhov vapor tau tsim, nrog rau qhov tshwm sim uas yuav luag tag nrho cov zog hluav taws xob tuaj yeem nkag mus rau hauv qhov chaw ua haujlwm. Yog li ntawd, lub zog xav tau rau qhov no yog txiav txim siab los ntawm kev nqus raws li qhov kub thiab los ntawm qhov ntau ntawm lub zog poob.
los ntawm kev coj mus rau hauv seem ntawm qhov workpiece. Hauv LaserHybrid welding, vaporisation tshwm sim tsis yog los ntawm qhov chaw ntawm qhov workpiece xwb tab sis kuj los ntawm cov hlau filler, txhais tau tias muaj ntau cov hlau vapor muaj, uas ua rau yooj yim rau kev nkag mus ntawm cov hluav taws xob laser. Qhov no kuj tiv thaiv cov txheej txheem poob qis [5, 6, 7, 8, 9].
4. Daim ntawv thov tsheb:
Los ntawm kev siv thev naus laus zis ntawm qhov chaw, qhov hnyav txo tau 43% piv rau lub cev tsheb hlau.
Daim Duab 2: Lub tswv yim ntawm lub tsheb Audi Space A2
Lub thav duab Audi A2 Space muaj 30 m Laser (cov kab daj hauv daim duab 2) thiab 20m MIG weld ntev. Tsis tas li ntawd, 1700 rivets kuj siv.
Daim Duab 3: Kev sib piv ntawm cov profiles thiab cov txheej txheem sib txuas ntawm Audi-A2
Daim Duab 4 qhia txog LaserHybrid welded sib koom ua ke ntawm cov khoom siv ALMg3 cast nrog cov ntawv AlMgSi. Cov hlau filler yog AlSi5 thiab cov roj shielding siv yog Argon. Nrog rau kev nce zog laser, kev nkag mus tob dua yog ua tau. Kev sib xyaw ua ke ntawm lub teeb laser nrog lub arc hauv txoj kev no ua tiav lub pas dej weld loj dua li nrog cov txheej txheem weld laser ntawm nws tus kheej. Qhov no ua rau nws muaj peev xwm weld cov khoom nrog cov qhov sib txawv dav dua.
Daim Duab 4: Qhov sib txuas ua ke nrog qhov sib txawv ntawm 0.5 hli
Hauv kev lag luam tsheb muaj ntau daim ntawv thov ntawm kev vuam sib tshooj yam tsis tau npaj sib koom ua ke. Tam sim no, cov txheej txheem niaj hnub rau txoj haujlwm vuam no yog cov txheej txheem vuam laser nrog cov hlau txias, vim yog qhov kub ntawm AA 6xxx alloy. Thaum qhov sib koom ua ke raug vuam nrog cov hlau ntim, ntau lub zog laser yuav ploj mus kom yaj cov hlau ntim ntawd.
Daim duab tom ntej no qhia txog qhov sib txawv ntawm LaserHybrid thiab Laser vuam ntawm qhov sib koom ua ke nrog qhov ceev vuam ntawm 2.4m / feeb. Hauv qhov xwm txheej ntawm laser vuam, tsis muaj peev xwm sau cov hlaws weld, thiab undercut tsim tawm. Tsis tas li ntawd, tsuas muaj qhov nkag mus me me rau hauv cov khoom siv hauv paus. Qhov dav ntawm cov hlaws weld yog me me heev, thiab yog li ntawd yuav muaj lub zog tensile qis. Hauv qhov xwm txheej ntawm LaserHybrid vuam,
Cov khoom ntxiv raug thauj mus rau hauv lub pas dej vuam. Qhov undercut yog puv nrog cov hlau los ntawm cov txheej txheem MIG, thiab ib feem ntawm lub zog laser tam sim no tau txuag. Lub zog laser txuag no tuaj yeem siv los ua kom nkag mus rau hauv cov khoom siv hauv paus thiab qhov dav ntawm lub hlaws vuam loj dua li qhov tuab ntawm cov khoom, uas yog qhov xav tau los ntawm kev sim lej.
Daim Duab 5 Kev sib piv ntawm LaserHybrid thiab Laser vuam tsis muaj hlau txuas
Nrog rau cov txheej txheem vuam LaserHybrid nws muaj peev xwm vuam cov khoom siv ntawm Aluminium, hlau thiab stainless hlau los ntawm txog li 4 hli cov khoom tuab. Yog tias qhov tuab siab dhau, kev nkag mus tag nrho tsis tuaj yeem ua tau. Rau kev koom nrog cov khoom siv Zinc coated, nws kuj zoo dua los siv cov txheej txheem laser brazing.
Cov ntawv thov ntxiv hauv tsheb yog cov tsheb ciav hlau fais fab, qag thiab lub cev tsheb, qhov twg cov txheej txheem laser hybrid welding tuaj yeem tsim nyog.
Lub taub hau vuam:
Lub taub hau vuam yuav tsum muaj qhov loj me me, kom ntseeg tau tias cov khoom yuav tsum tau vuam, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv lub cev tsheb. Ntxiv mus, nws yuav tsum tau tsim los tso cai rau ob qho tib si kev sib txuas uas tsim nyog rau lub taub hau neeg hlau thiab kev hloov kho ntawm cov txheej txheem xws li qhov deb ntawm qhov chaw, thiab qhov deb ntawm lub teeb hauv txhua qhov Cartesian co-ordinates. Daim duab 5 qhia lub taub hau vuam, thaum lub sijhawm ua haujlwm. Qhov spattering uas tshwm sim thaum lub sijhawm vuam ua rau muaj kev qias neeg ntawm cov iav tiv thaiv. Lub iav quartz yog coated rau ob sab nrog cov khoom siv antireflective thiab yog npaj los tiv thaiv lub laser optical system los ntawm kev puas tsuaj.
Nyob ntawm seb qhov qias neeg npaum li cas, cov dej uas sib sau ua ke rau ntawm daim iav tuaj yeem ua rau lub zog laser cuam tshuam rau ntawm qhov workpiece kom txo qis txog li 90%. Feem ntau qhov qias neeg ntau dhau ua rau lub iav tiv thaiv puas tsuaj, vim tias feem ntau ntawm lub zog radiant ces raug nqus los ntawm daim iav nws tus kheej, ua rau muaj kev ntxhov siab thermal hauv daim iav. Nrog lub taub hau vuam thiab cov khoom siv vuam, nws muaj peev xwm siv nws rau LaserHybrid vuam, laser vuam, MSG vuam thiabLaser kub hlau brazing.
Daim Duab 6: Lub taub hau vuam thiab cov txheej txheem
5. Cov txiaj ntsig ntawm Laser Hybrid welding:
Cov txiaj ntsig hauv qab no yog los ntawm kev sib koom ua ke ntawm arc thiab laser beam: Cov txiaj ntsig ntawm LaserHybrid welding dua li laser welding:
• kev ruaj khov ntawm cov txheej txheem siab dua
• muaj peev xwm txuas tau zoo dua
• nkag mus tob dua
• cov nqi peev txheej qis dua
• muaj zog dua
Cov txiaj ntsig ntawm LaserHybrid vuam dua li MIG vuam:
• kev vuam ceev dua
• nkag mus tob dua thaum vuam ceev dua
• cov cua sov tsawg dua
• lub zog tensile siab dua
• cov kab txuas nqaim dua
Daim Duab 7: Cov txiaj ntsig ntawm kev sib koom ua ke ob txoj kev ua haujlwm
Cov txheej txheem welding arc yog tus cwj pwm los ntawm lub zog pheej yig, muaj peev xwm zoo ntawm tus choj thiab los ntawm qhov chaw rau kev cuam tshuam rau cov qauv los ntawm kev ntxiv cov hlau filler. Cov yam ntxwv sib txawv ntawm cov txheej txheem laser beam, ntawm qhov tod tes, yog qhov tob vuam zoo, qhov ceev vuam siab, qhov kub tsawg thiab cov kab sib txuas nqaim uas nws ua tiav. Saum toj no qee qhov ceev ntawm lub teeb, lub teeb laser tsim cov "qhov cuam tshuam tob" hauv cov khoom siv hlau uas ua rau cov khoom nrog cov phab ntsa tuab dua kom raug welded - muab tias lub zog laser siab txaus. Yog li ntawd, Laser Hybrid welding ua rau qhov ceev vuam siab dua, kev ruaj khov ntawm cov txheej txheem vim muaj kev sib cuam tshuam ntawm arc thiab lub teeb laser, ua kom muaj kev ua haujlwm thermal ntau dua thiab kev ua haujlwm ntau dua. Vim tias lub pas dej weld me dua li hauv cov txheej txheem MIG, muaj cov cua sov tsawg dua thiab yog li thaj chaw cuam tshuam cua sov me dua. Qhov no txhais tau tias tsawg dua weldment
kev cuam tshuam, uas txo qhov ntau ntawm cov haujlwm tom qab vuam uas yuav tsum tau ua.
Qhov twg muaj ob lub pas dej vuam sib cais, qhov cua sov nkag los ntawm lub arc txhais tau tias lub teeb laser - thaj chaw vuam - tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm cov hlau - tau muab kev kho mob tom qab vuam, kis cov nqi hardness ntau dua sib npaug thoob plaws hauv cov seam. Daim duab 6 qhia txog qhov zoo ntawm kev sib xyaw ua ke (piv txwv li hybrid) txheej txheem.
Tam sim no tig mus rau qhov zoo ntawm kev lag luam ntawm kev sib xyaw vuam dua li kev vuam laser, cov lus hauv qab no tuaj yeem ua tau: Lub vuam seam muaj ib feem ntawm laser vuam thiab ib feem ntawm MIG vuam. Cov txheej txheem sib xyaw ua rau nws muaj peev xwm txo lub zog ntawm lub teeb laser, txhais tau tias kev siv zog ntawm lub zog laser tuaj yeem txo qis heev, vim tias lub teeb laser muaj kev ua haujlwm zoo tsuas yog 3%. Hauv lwm lo lus: Kev txo qis ntawm 1 kW hauv lub zog laser cuam tshuam rau qhov workpiece ua rau kev txo qis kwv yees li 35 kVA hauv lub zog siv los ntawm cov hluav taws xob tseem ceeb.
Ib lub tshuab laser raug nqi li ntawm EUR 0.1 m rau txhua 1 kW ntawmlub zog ntawm lub teeb laserPiv txwv li, yog tias siv cov txheej txheem sib xyaw ua ke ua rau siv tau lub tshuab laser 2 kW es tsis siv lub tshuab uas muaj zog 4 kW, qhov no ua rau txuag tau EUR 0.2 lab hauv kev nqis peev. Txawm li cas los xij, yuav tsum nco ntsoov tias rau cov txheej txheem sib xyaw, yuav tsum muaj lub tshuab MIG uas raug nqi kwv yees li EUR 20,000.
Ua tsaug rau qhov ceev vuam siab dua, ob qho tib si lub sijhawm tsim khoom thiab cov nqi vuam tuaj yeem txo qis.
6. LaserHotwire brazing:
Lwm txoj hauv kev rau kev sib txuas cov teeb laser nrog cov hlau filler yog LaserHotwire txheej txheem [10]. Hauv cov txheej txheem no cov hlau filler yog preheated nrog tib lub zog, uas tuaj yeem siv rauCov txheej txheem vuam laser sib xyaw. Cov hlau filler muaj qhov tam sim no los ntawm 100 A txog 220 A. Qhov ceev ntawm cov hlau pub nyob ntawm qhov seem ntawm lub brazing bead thiab ntawm qhov ceev brazing. Brazing muab, los ntawm cov hlau filler, cov khoom siv molding uas tuaj yeem ua tiav yooj yim dua li cov weld seams sib piv. Los ntawm kev brazing ntawm cov ntawv seem, kev kho haujlwm tuaj yeem ua tiav hauv txoj hauv kev yooj yim dua li nws yuav yog qhov teeb meem nrog cov pob qij txha welded. Ib qho zoo ntawm LaserHotwire brazing yog qhov zoo tiv thaiv corrosion ntawm thaj chaw brazed.
Raws li cov hlau filler, cov hlau tooj liab pheej yig xws li SG-CuSi3 raug siv thiab Argon ua haujlwm ua cov roj tiv thaiv.
Daim Duab 8: Daim duab qhia txog kev sawv cevLaser kub hlau brazing:
Daim duab tom ntej no qhia txog qhov seem ntawm Laser Hot wire brazed material. Cov khoom siv zinc coated yog brazed nrog qhov ceev ntawm 3 m / min thiab cov hlau filler muaj lub zog tam sim no ntawm 205 A. Lub cua sov nkag yog qis heev, yog li ntawd qhov kev cuam tshuam qis yog qhov tshwm sim ntawm cov txheej txheem brazing.
7. Cov Lus Qhia Luv:
Laser Hybrid welding yog ib qho thev naus laus zis tshiab uas muab kev sib koom tes rau ntau qhov chaw ntawm daim ntawv thov hauv kev lag luam hlau, tshwj xeeb tshaj yog qhov twg nws tsis yooj yim sua lossis tsis muaj peev xwm nyiaj txiag los ua tiav cov khoom sib txawv uas xav tau raulaser beam vuamQhov ntau yam ntawm daim ntawv thov thiab lub peev xwm siab ntawm cov txheej txheem ua ke ua rau muaj kev sib tw zoo dua ntawm kev txo cov peev txheej, lub sijhawm tsim khoom luv dua, cov nqi tsim khoom qis dua thiab kev tsim khoom ntau dua.
Cov txheej txheem LaserHybrid kuj muab ib txoj hauv kev tshiab rau kev vuam ntawm txhuas. Txawm li cas los xij, ib qho txheej txheem ruaj khov uas tuaj yeem siv rau hauv kev xyaum tsuas yog ua tau tsis ntev los no, ua tsaug rau cov hwj chim tso zis siab dua ntawm cov lasers khov kho. Ntau txoj kev tshawb fawb tau tshuaj xyuas cov hauv paus ntawm cov txheej txheem vuam laser-arc-hybrid. Los ntawm "cov txheej txheem vuam hybrid", peb txhais tau tias kev sib xyaw ua ke ntawm laserbeam vuam thiab cov txheej txheem vuam arc, nrog tsuas yog ib qho txheej txheem cheeb tsam (plasma thiab yaj). Cov kev tshawb fawb yooj yim tau qhia tias ib qho txheej txheem ua tau uas - los ntawm kev sib koom ua ke ob qho txheej txheem - kev sib koom ua ke tuaj yeem ua tiav thiab qhov tsis zoo ntawm txhua qhov txheej txheem sib cais tuaj yeem them rau, ua rau muaj kev txhim kho vuam, weldability thiab kev ntseeg siab vuam rau ntau yam khoom siv thiab kev tsim kho. Hauv particular, qhov no tau ua pov thawj rau cov hlau txhuas. Los ntawm kev xaiv cov txheej txheem zoo, nws muaj peev xwm xaiv tau cuam tshuam rau cov khoom vuam xws li geometry thiab cov qauv tsim. Cov txheej txheem vuam arc ua rau muaj kev sib txuas ntxiv los ntawm kev ntxiv cov hlau filler; nws kuj txiav txim siab qhov dav ntawm weld-seam thiab yog li txo qhov ntau ntawm kev npaj workpiece uas xav tau. Ntxiv mus, qhov kev sib cuam tshuam uas tshwm sim ntawm cov txheej txheem ua rau muaj kev nce ntxiv ntawm kev ua haujlwm ntawm cov txheej txheem. Cov txheej txheem sib xyaw ua ke no kuj xav tau cov nqi peev me dua li cov txheej txheem laser vuam.
Cov txheej txheem Laser Hot wire brazing siv tau tshwj xeeb tshaj yog rau cov khoom siv zinc coated kom tau txais kev tiv thaiv corrosion zoo.
Lub sijhawm tshaj tawm: Plaub Hlis-18-2025
