1. Introduzzjoni
L-iwweldjar bil-lejżer jokkupa pożizzjoni importanti fil-manifattura industrijali bi preċiżjoni għolja u effiċjenza għolja. Madankollu, fit-tfittxija ta 'effiċjenza ta' wweldjar ogħla u konnessjoni ta 'materjal eħxen, l-iwweldjar tal-lejżer tradizzjonali għoli- iltaqa' ma 'konġestjonijiet. Plums qawwija tal-plażma, pixxini mdewweb b'mod vjolenti, u Spatter jillimitaw l-espansjoni ulterjuri tal-applikazzjoni tagħha. F'dan il-kuntest, ir-riċerkaturi biddlu l-attenzjoni tagħhom għal ambjent ta 'proċess speċjali - vakwu. It-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer bil-vakwu tgħaqqad lasers tal-qawwa għolja - ma 'ambjenti ta' pressjoni baxxi - biex jinkisbu fond ta 'penetrazzjoni akbar. Bl-iżvilupp rapidu ta 'lasers ta' enerġija għolja - f'dawn l-aħħar snin, din it-teknoloġija inħolqot f'ħajja ġdida, li turi valur ta 'riċerka kbir u potenzjal ta' applikazzjoni.
2. Tqabbil bejn l-iwweldjar bil-lejżer bil-vakwu u l-iwweldjar bil-lejżer
Meta mqabbel ma 'l-iwweldjar tradizzjonali bil-lejżer f'ambjent atmosferiku, l-iwweldjar bil-lejżer fil-vakwu jew l-ambjent ta' pressjoni baxx- se jgħaddi minn bidliet fundamentali fil-proċess fiżiku u l-effett tal-iwweldjar tiegħu. L-iktar vantaġġ sinifikanti huwa ż-żieda qawwija fil-fond tal-iwweldjar. Ammont kbir ta 'dejta sperimentali juri li hekk kif il-pressjoni ambjentali tonqos, il-fond tal-penetrazzjoni tal-iwweldjar se jiżdied b'mod sinifikanti, u taħt ċerti kundizzjonijiet, jista' jilħaq darbtejn jew saħansitra aktar minn dak fl-ambjent atmosferiku. Dan it-titjib għandu intervall ta '"pressjoni kritika", ġeneralment bejn 0.1 kPa u 10 kPa. Meta l-pressjoni ambjentali tkun inqas minn dan il-limitu, ix-xejra dejjem tiżdied tal-fond tal-penetrazzjoni se tkun saturata jew saħansitra naqset ftit. Għalhekk, l-iwweldjar bil-lejżer bil-vakwu jista 'jikseb fond ta' penetrazzjoni ta 'madwar 50 mm b'qawwa tal-lejżer ta '16 kW, li hija ferm lil hinn mill-iwweldjar fl-ambjent atmosferiku u tilħaq livell simili għal dak ta' l-iwweldjar tar-raġġ ta 'l-elettroni, iżda l-grad meħtieġ huwa żewġ ordnijiet ta' kobor inqas minn dak ta 'l-iwweldjar b'raġġ ta' l-elettroni. Fl-istess ħin, il-ġeometrija tal-weldjatura hija wkoll ottimizzata ħafna, issir aktar profonda u dojoq, li tifforma morfoloġija tal-weldjatura profonda u parallela simili għal dik tal-iwweldjar tar-raġġ tal-elettroni. Dan l-effett ta 'approfondiment huwa partikolarment ovvju meta l-iwweldjar b'veloċità baxxa sa medja (madwar 3.0 m / min jew inqas), u meta l-veloċità tal-iwweldjar taqbeż l-4 m / min, l-influwenza tal-pressjoni ambjentali ssir negliġibbli.
L-ambjent tal-vakwu jsolvi fundamentalment il-problema tal-plume fil-plażma fl-iwweldjar tal-lejżer tradizzjonali -. Fl-iwweldjar tradizzjonali, il-fwar tal-metall iġġenerat mill-azzjoni tal-lejżer u l-materjal jifforma plume tal-plażma għolja -, li se tifrex, tirrifjuta u tassorbi l-laser inċidentali, li tifforma "effett ta 'lqugħ", u b'hekk tnaqqas l-enerġija effettiva li tilħaq il-biċċa tax-xogħol u taffettwa l-fond u l-istabbiltà tal-proċess. F'ambjent ta 'vakwu, hekk kif il-pressjoni ambjentali tonqos minn 101 kPa (pressjoni atmosferika), id-daqs u l-luminożità tal-plume fil-plażma jonqsu sew. Meta l-pressjoni tinżel għal 10 kPa, il-luminixxenza qawwija u l-fenomenu spattering bażikament jisparixxu; Meta l-pressjoni titnaqqas aktar għal 0.1 kPa, il-plume tal-plażma hija kważi kompletament imrażżna u inviżibbli għall-għajn. L-għibien tal-plażma jfisser li l-enerġija bil-lejżer tista 'tiġi trasmessa sal-fond tal-biċċa tax-xogħol b'mod aktar stabbli u effiċjenti, u tagħmel il-proċess tal-iwweldjar kollu aktar stabbli.
Dan it-titjib fl-istabbiltà tal-proċess huwa rifless direttament fl-ottimizzazzjoni tal-imġieba dinamika tal-ġabra mdewweb u tal-keyhole, li fl-aħħar iwassal għal qabża fil-kwalità tal-weldjatura. Osservazzjonijiet tal-kamera tal-veloċità għolja - sabu li f'kundizzjonijiet ta 'vakwu, id-dijametru medju tad-dħul tal-keyhole naqas, u l-ġabra mdewweb tal-wiċċ saret idjaq u aktar stabbli. X - Ray Real - Osservazzjonijiet tal-ħin żvelaw ukoll li l-fond tal-keyhole fil-vakwu żdied b'mod sinifikanti, u l-angolu ta 'inklinazzjoni tal-ħajt ta' quddiem tal-keyhole żdied. Keyhole aktar stabbli u fluss tal-pixxina mdewweb inaqqas ħafna difetti tal-iwweldjar bħal pori u spatter ikkawżati minn kollass ta 'keyhole jew varjazzjonijiet vjolenti fil-pixxina mdewweb, u b'hekk jiksbu kwalità ogħla, densa u mhux {- weldjaturi porużi.
3. Applikazzjoni ta 'wweldjar bil-lejżer bil-vakwu
Abbażi tal-vantaġġi sinifikanti tagħha ta 'proċess stabbli, l-ebda spatter u kwalità ta' weldjatura għolja, għalkemm it-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer bil-vakwu għadha fl-istadji bikrija tal-applikazzjoni, wriet potenzjal kbir fl-għoli - oqsma tal-manifattura ta 'preċiżjoni tad-domanda bħall-industrija tal-karozzi. Huwa adattat ħafna għall-manifattura ta 'komponenti tal-karozzi Powertrain. Xi istituzzjonijiet ta 'riċerka u kumpaniji fil-Ġermanja applikawha b'suċċess għall-produzzjoni tal-massa ta' komponenti ta 'trasmissjoni bħal xtillieri tal-gerijiet planetarji, kif muri fil-Figura 4. Permezz ta' wweldjar bil-lejżer bil-vakwu, il-konnessjoni ta 'preċiżjoni ta' komponenti ta 'l-irkaptu tista' b'fond massimu ta 'penetrazzjoni ta' 25 mm tista 'titlesta f'ħin wieħed mingħajr ma tinkwieta dwar l-ossidazzjoni u l-kontamazzjoni ta' spatter, u difett - ħieles mill-għoli tinkiseb.
Barra minn hekk, din it-teknoloġija kisbet ukoll avvanzi kbar fil-qasam tal-iwweldjar tal-pjanċa ħoxna, li fetħet mod ġdid għal wweldjar effiċjenti, wieħed- jgħaddi wweldjar tal-pjanċa oħxon għall-iwweldjar bil-lejżer, li tradizzjonalment huwa prinċipalment użat għal strutturi ta 'pjanċi rqaq. L-iwweldjar bil-lejżer bil-vakwu huwa kapaċi wweldjar tal-pjanċa oħxon ta 'materjali varji bħal azzar strutturali, azzar li ma jissaddadx, nikil - ligi bbażati, ligi tat-titanju u anke ligi tar-ram. Ir-riċerka turi li b'qawwa tal-lejżer ta '16 kW, pjanċa ta 'l-azzar S690QL ħoxna ta '50 mm u nikil ta' 38 mm - liga bbażata fuq il-livell tista 'tiġi wweldjata b'veloċità baxxa f'wieħed, b'formazzjoni tajba ta' weldjatura. Din il-kapaċità qawwija tippermettilha tikkontesta direttament il-pożizzjoni tal-iwweldjar tar-raġġ tal-elettroni fil-qasam tal-iwweldjar tal-pjanċa oħxon, u għandha wkoll vantaġġi addizzjonali bħal ħtiġijiet ta 'vakwu aktar baxxi u l-ebda x - kwistjonijiet ta' protezzjoni tar-radjazzjoni tar-raġġi.
It-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer bil-vakwu tegħleb b’mod effettiv il-konġestjonijiet bħal interferenza fil-plażma u ġabra mdewweb instabbli fl-għoli tradizzjonali - iwweldjar bil-qawwa billi tpoġġi l-iwweldjar bil-lejżer f’ambjent ta ’pressjoni -}. L-iktar vantaġġ sinifikanti ta 'din it-teknoloġija huwa li tista' żżid ħafna l-penetrazzjoni tal-iwweldjar, li normalment tista 'tilħaq aktar mid-doppju ta' l-ambjent atmosferiku, u tifforma weldjaturi fil-fond u paralleli simili għall-iwweldjar tar-raġġ elettroniku, filwaqt li l-grad tal-vakwu meħtieġ huwa ħafna inqas minn dak tal-iwweldjar tar-raġġ elettroni. Din il-qabża tal-prestazzjoni hija dovuta għat-trażżin effettiv tal-plume fil-plażma mill-ambjent tal-vakwu, u b'hekk ittejjeb l-użu tal-enerġija u l-istabbiltà tal-proċess; Fl-istess ħin, l-imġieba dinamika tal-pixxina aktar stabbli u l-pixxina titnaqqas ukoll ħafna difetti bħal pori u spatter, u tikseb weldjaturi ta 'kwalità ogħla. B'dawn il-vantaġġi, l-iwweldjar bil-lejżer bil-vakwu ġie applikat b'suċċess għall-manifattura ta 'preċiżjoni ta' komponenti tal-karozzi tal-powertrain u single - jgħaddu l-iwweldjar ta 'pjanċi ħoxnin ta' materjali varji, li juru l-potenzjal li jisfidaw l-iwweldjar tar-raġġ elettroni.
