Dois tipos de dispositivos de soldagem a laser que você deve conhecer

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Dispositivo de soldagem híbrida a arco a laser e modo de processo

A tecnologia de soldagem híbrida a laser refere-se a uma tecnologia de soldagem híbrida que combina o laser e outros métodos de soldagem. Sua vantagem é que pode aproveitar todas as vantagens de cada método de soldagem e superar algumas deficiências. Por exemplo, porque a relação preço / potência da soldagem a laser é muito grande, quando a penetração profunda e a soldagem de alta velocidade de chapas grossas, a fim de evitar o uso de lasers caros de alta potência, lasers de baixa potência podem ser combinados com soldagem blindada a gás convencional para soldagem composta.

Dispositivo de soldagem a laser

Equipamento de soldagem híbrida a arco a laser

Assim que a soldagem híbrida a arco a laser apareceu, ela atraiu a atenção de muitos soldadores, de modo que o trabalho de P&D foi realizado um após o outro. Existem muitas formas de equipamentos de soldagem híbrida a arco a laser. A Figura 3.1 (a) mostra o sistema de soldagem híbrida laser-MIG / MAG. O sistema de soldagem híbrido consiste nas seguintes partes.

• Cabeça de soldagem híbrida Laser-MIG / MAG, conforme Figura 1.1 (b).
• Sistema de soldagem MIG / MAG (incluindo fonte de alimentação, mecanismo de alimentação de arame e bobina de arame de soldagem).
• Laser e seu sistema de orientação, foco e transmissão de luz.
• Robô de soldagem e sua caixa de controle.
• Controle remoto.

Além disso, existem gás de proteção, bancada, sistema de controle, etc.

O híbrido Soldagem A cabeça, também conhecida como pistola de soldagem híbrida, é um componente que combina o feixe de laser e a fonte de calor do arco, por meio da qual a posição relativa entre os dois pode ser ajustada de forma flexível (como a distância entre os filamentos ópticos, o ângulo entre os filamentos ópticos, a sequência de lasers e arcos, etc.), Perceber o acoplamento eficaz das duas fontes de calor é um componente chave do equipamento de soldagem híbrido.

Dispositivo de soldagem a laser

Tochas de soldagem de compósito comerciais foram lançadas no mercado, como a tocha de soldagem de compósito coaxial da Mitsubishi Heavy Industries do Japão e a tocha de soldagem de compósito da Fronius da Áustria que podem ser facilmente conectadas ao robô [Figura 1.2 (a)], e a pesquisa e o desenvolvimento do Instituto de Pesquisa Fraunhofer na Alemanha Tocha de soldagem híbrida paraxial Laser-MIG baseada no princípio de "bico integrado" [Figura 1.2 (b)], a tocha de soldagem é firmemente fixada por tubos e a parte externa do laser e o arco é protegido por uma manga circular de cobre resfriada a água. O ângulo entre o laser e a tocha de soldagem MIG é de 15 ℃ ~ 30 ℃, pode fazer as duas fontes de calor próximas do máximo, reduzindo assim o volume da pistola de soldagem composta, tornando o uso da pistola de soldagem mais flexível e soldagem automática tridimensional fácil de realizar.

In addition to the conventional hybrid welding system, the researchers also developed a synchronous modulation laser-arc hybrid welding system (HybSy). The system has the following characteristics: laser arc control mechatronics, the process synergy is further expanded, the welding speed is faster, the application range of processing materials is wider, and the three-dimensional processing ability is stronger. The test results show that when surfacing 6mm thick medium-strength steel plates, Under the same process conditions, HybSy is 40% higher than conventional hybrid welding penetration.Laser Welding Device

Modo de trabalho de soldagem híbrida a arco a laser

Para a soldagem híbrida laser-MIG, de acordo com as diferentes relações de entrada de calor das duas fontes de calor, o mecanismo físico e o modo de processo também são diferentes. De acordo com o tamanho da potência do laser na soldagem híbrida, a soldagem híbrida a arco a laser pode ser classificada em três categorias; Composto de arco de laser de 100 watts, composto de arco de laser de 1000 watts e composto de arco de laser de 10.000 watts.

Soldagem híbrida a arco a laser de 100 watts

Principalmente mostram as características da soldagem a arco, sem pequenos orifícios são produzidos durante o processo de soldagem. A energia do laser de baixa potência desempenha principalmente o papel de estabilizar e comprimir o arco e melhorar a utilização da energia do arco, evitando o fenômeno de deriva do arco que ocorre sob as condições de alta velocidade de soldagem na soldagem MIG geral, e pode suprimir a ocorrência de defeitos como como relevo e rebaixo, melhorando significativamente a velocidade de soldagem é mais adequada para soldagem de alta velocidade de chapas finas. Esse tipo de modo de soldagem híbrido tem baixo custo e vem atraindo cada vez mais atenção.

Soldagem híbrida a arco a laser de 10.000 watts

Principalmente mostram as características da soldagem de penetração profunda a laser, a solda tem uma relação de aspecto maior. É difícil realizar soldagem flexível em todas as posições com a combinação de CO de alta potência de 10.000 watts₂ soldagem a laser e MIG. As principais instruções de aplicação são a soldagem sob medida de grandes placas planas de navio e a soldagem de costelas. Devido ao grande investimento em equipamentos (acima de dez milhões de yuans), é temporariamente difícil popularizá-lo e aplicá-lo em grande escala.

Soldagem híbrida a arco a laser de 1000 watts

Ele tem as características da soldagem a laser e da soldagem a arco e pode aproveitar todas as vantagens de ambas. É usado principalmente para compostos MIG a laser. É adequado para ligas de alumínio, liga de magnésio, aço carbono, aço inoxidável, aço de baixa liga de alta resistência, aço de ultra-alta resistência e outros materiais. Para a soldagem de chapas médias e grossas, o investimento em equipamentos de soldagem híbrida a arco laser de nível de quilowatt é moderado, com boa adaptabilidade a diferentes estruturas de soldagem e com ampla gama de possibilidades de aplicação. É uma tecnologia de fonte de calor híbrida de arco laser que atende às condições nacionais do meu país.

Processo de brasagem a laser

A brasagem a laser é uma tecnologia de brasagem na qual o laser é usado como fonte de calor para aquecer o material de fibra e derretê-lo. A principal característica da brasagem a laser é usar a alta densidade de energia do laser para obter um rápido aquecimento de áreas locais ou pequenas para completar o processo de brasagem. A Figura 1.3 mostra a forma de junta e o método de alimentação de arame da brasagem a laser.

According to the different heating temperatures, laser welding is divided into soft soldering and brazing. Solder whose liquidus temperature is lower than 450℃ is called soft soldering, which is mainly used for the connection of printed circuit boards and electronic components; solder whose liquidus temperature is higher than 450℃ and lower than the melting point of the base metal for brazing, it is mainly used for the connection of structural steel and galvanized steel. Laser brazing also has advantages in the connection of non-ferrous metals. Most of the non-ferrous metals have higher reflectivity to the laser, and the thermal conductivity of the material is higher. Laser melting and welding require higher power. Laser brazing of silver, copper, nickel, gold, aluminum, and other non-ferrous metals has good results. The brazing seam structure is small and joint performance is good.Laser Welding Device

The brazing filler metal during laser fiber welding can be preset or wire feeding. The brazing heating temperature is low, and the requirement of laser power density is low, so the defocusing method is generally used for heating. In this way, the power density can be reduced, and the spot size and shape can be adjusted according to the size of the brazing seam. Laser brazing joints usually adopt two methods: crimping butt joint and lap joint. In the case of crimping butt joints, the feeding of the solder from the laser front end is conducive to the stability of the brazing process; in the case of lap joints, the feeding of the solder horizontally from the bottom of the side is conducive to the stability of the brazing process.Laser Welding Device

Brasagem a laser pode usar um único feixe ou feixes duplos. O feixe duplo pode ser obtido por dois lasers independentes ou por um divisor de feixe de laser. A brasagem de feixe duplo pode controlar o tempo de irradiação e a posição de forma mais flexível e conveniente e controlar melhor o processo de brasagem. O modo de irradiação a laser da sobreposição, topo e topo da brasagem a laser de feixe duplo é mostrado na Figura 1.4.

No caso de sobreposição de laser de feixe duplo, um feixe de laser aquece e derrete o fio de soldagem e o outro feixe de laser aquece e preenche a lacuna para aumentar a temperatura do material de base, promover o umedecimento e espalhamento da fibra e aumentar a força da junta. No caso do docking, dois feixes de laser são irradiados e aquecidos por sobreposição, além de melhorar a eficácia do aquecimento da solda, a área próxima à junta também é aquecida e aquecida ao mesmo tempo, o que promove o umedecimento, espalhamento e distribuição uniforme do material da agulha.

Os principais parâmetros tecnológicos da brasagem a laser são os seguintes.

• Potência do laser. Ambos CO₂ laser e laser YAG podem ser usados para brasagem a laser e suas respectivas características durante a brasagem são as mesmas da soldagem por fusão a laser.
• Diâmetro do ponto. A brasagem a laser geralmente usa um ponto desfocado e o tamanho do ponto depende da largura da costura de brasagem.
• Velocidade de brasagem. De acordo com os requisitos reais de brasagem, depende da potência do laser. Quanto maior a potência do laser, mais rápida é a velocidade de brasagem.
• Velocidade de alimentação do arame. Seu tamanho é considerado principalmente como enchimento de costura de brasagem e boa formação. A velocidade de alimentação do arame deve ser combinada com a velocidade de brasagem, e a velocidade de alimentação do arame deve ser aumentada enquanto aumenta a velocidade de brasagem.

Além disso, o ângulo de incidência do laser, o ângulo de alimentação do fio, a forma da solda e o tamanho também são parâmetros processados da brasagem a laser.

Na brasagem a laser, a escolha do metal de adição de brasagem, fluxo e gás de proteção é basicamente a mesma que a da brasagem convencional. Na maioria dos casos, a brasagem a laser pode ser feita sem fluxo e gás de proteção.

A chave para a brasagem a laser é controlar razoavelmente a distribuição da potência do laser. O feixe de laser converge para a solda e a temperatura da solda é muito alta, o que leva ao derretimento muito rápido. A temperatura insuficiente do material de base faz com que a solda não molhe bem o material de base, o que afeta o efeito de enchimento e deteriora a formação da costura de brasagem. O feixe de laser está concentrado no material de base. A temperatura da solda pode ser muito baixa para reduzir a fluidez ou atividade da solda. O material de base pode ser superaquecido e derreter, fazendo com que a solda entre diretamente na poça fundida para formar uma solda de fusão. A fase frágil formada também afeta o desempenho da junta de brasagem.

A solda a laser é usada principalmente para a conexão de componentes eletrônicos e circuitos integrados de placa de circuito impresso. A radiação laser é usada para aquecer os terminais do circuito integrado e o calor é transferido para o substrato por meio da solda ou da solda predefinida. Quando a temperatura de soldagem é atingida, o fluxo e a solda derretem, o substrato e os cabos são umedecidos para formar uma conexão. Os lasers YAG são usados principalmente para soldagem a laser de circuitos integrados.

O laser semicondutor é um conversor direto de elétron-fóton com capacidade de modulação direta. A conversão de laser pulsado e laser contínuo pode ser realizada ajustando a potência de saída. O comprimento de onda de saída do laser semicondutor é de 808 nm, que é mais curto do que o laser YAG, que é mais propício à absorção do laser pela solda e melhora a eficiência de aquecimento. A característica da brasagem a laser de semicondutor é que ela não terá um efeito térmico nos componentes a serem soldados, e o campo de temperatura do laser é limitado à faixa de chumbo. A fluidez da solda pode ser controlada de forma eficaz, evitando que a solda faça uma ponte entre os fios de passo fino.

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