1. Toepassingsvoorbeelden
1) Verbindingsplaat
In de jaren zestig introduceerde Toyota Motor Company voor het eerst de technologie van het op maat lassen van plaatmateriaal. Hierbij worden twee of meer platen aan elkaar gelast en vervolgens gestanst. Deze platen kunnen verschillende diktes, materialen en eigenschappen hebben. Door de steeds hogere eisen aan de prestaties en functies van auto's, zoals energiebesparing, milieuvriendelijkheid en rijveiligheid, heeft de technologie van het op maat lassen steeds meer aandacht gekregen. Plaatlassen kan met puntlassen of stuiklassen.laserlassen, waterstofbooglassen, enz. Momenteel,laserlassenHet wordt hoofdzakelijk gebruikt in het buitenland voor onderzoek en de productie van op maat gelaste halffabrikaten.
Door de test- en berekeningsresultaten te vergelijken, blijkt er een goede overeenkomst te zijn, wat de correctheid van het warmtebronmodel bevestigt. De breedte van de lasnaad bij verschillende procesparameters werd berekend en stapsgewijs geoptimaliseerd. Uiteindelijk werd een bundelenergieverhouding van 2:1 gekozen, waarbij de twee bundels parallel werden geplaatst. De bundel met hoge energie bevond zich in het midden van de lasnaad en de bundel met lage energie aan de kant van de dikkere plaat. Dit kan de lasbreedte effectief verkleinen. Wanneer de twee bundels onder een hoek van 45 graden ten opzichte van elkaar zijn geplaatst, werkt de bundel respectievelijk op de dikkere en de dunnere plaat. Door de vermindering van de effectieve diameter van de verwarmingsbundel neemt ook de lasbreedte af.
2) Aluminium, staal, ongelijksoortige metalen
Uit het huidige onderzoek komen de volgende conclusies naar voren: (1) Naarmate de energieverhouding van de bundel toeneemt, neemt de dikte van de intermetallische verbinding in hetzelfde gebied van het las/aluminiumlegering-grensvlak geleidelijk af en wordt de verdeling regelmatiger. Bij RS=2 is de dikte van de grensvlak-IMC-laag tussen de 5 en 10 micron. De maximale lengte van de vrije "naaldvormige" IMC bedraagt ongeveer 23 micron. Bij RS=0,67 is de dikte van de grensvlak-IMC-laag minder dan 5 micron en de maximale lengte van de vrije "naaldvormige" IMC 5,6 micron. De dikte van de intermetallische verbinding is aanzienlijk verminderd.
(2)Bij gebruik van een parallelle dubbele laserstraal voor het lassen is de intermetallische verbinding (IMC) op het grensvlak tussen de las en de aluminiumlegering onregelmatiger. De dikte van de IMC-laag op het grensvlak tussen de las en de aluminiumlegering, nabij het grensvlak tussen staal en aluminiumlegering, is groter, met een maximale dikte van 23,7 micron. Naarmate de energieverhouding van de laserstralen toeneemt, is de dikte van de IMC-laag op het grensvlak tussen de las en de aluminiumlegering bij RS=1,50 nog steeds groter dan de dikte van de intermetallische verbinding in hetzelfde gebied bij gebruik van een seriële dubbele laserstraal.
3. T-vormige verbinding van aluminium-lithiumlegering
Wat betreft de mechanische eigenschappen van laserlasverbindingen van 2A97-aluminiumlegering, hebben onderzoekers de microhardheid, treksterkte en vermoeiingseigenschappen bestudeerd. De testresultaten tonen aan dat: de laszone van de laserlasverbinding van 2A97-T3/T4-aluminiumlegering sterk is verzacht. De coëfficiënt ligt rond de 0,6, wat voornamelijk verband houdt met de oplossing en de daaropvolgende moeilijkheid bij de precipitatie van de versterkende fase; de sterktecoëfficiënt van de 2A97-T4-aluminiumlegeringsverbinding gelast met een IPGYLR-6000-vezellaser kan 0,8 bereiken, maar de plasticiteit is laag, terwijl de IPGYLS-4000-vezellaser een lagere sterktecoëfficiënt heeft.laserlassenDe sterktecoëfficiënt van laser gelaste verbindingen van 2A97-T3 aluminiumlegering bedraagt ongeveer 0,6; poriën zijn de oorzaak van vermoeidheidsscheuren in laser gelaste verbindingen van 2A97-T3 aluminiumlegering.
In de synchrone modus bestaat FZ, afhankelijk van de verschillende kristalmorfologieën, hoofdzakelijk uit kolomvormige kristallen en equiaxiale kristallen. De kolomvormige kristallen hebben een epitaxiale EQZ-groeioriëntatie en hun groeirichtingen staan loodrecht op de smeltlijn. Dit komt doordat het oppervlak van de EQZ-korrel een kant-en-klaar kiemvormingsdeeltje is en de warmteafvoer in deze richting het snelst is. Daarom groeit de primaire kristallografische as van de verticale smeltlijn bij voorkeur en worden de zijkanten beperkt. Naarmate de kolomvormige kristallen naar het midden van de las groeien, verandert de structurele morfologie en worden kolomvormige dendrieten gevormd. In het midden van de las is de temperatuur van het smeltbad hoog, is de warmteafvoer in alle richtingen gelijk en groeien de korrels equiaxiaal in alle richtingen, waardoor equiaxiale dendrieten ontstaan. Wanneer de primaire kristallografische as van de equiaxiale dendrieten exact tangentieel is aan het vlak van het preparaat, zijn in de metallografische fase duidelijke bloemachtige korrels waarneembaar. Bovendien verschijnen, onder invloed van de onderkoeling van lokale componenten in de laszone, gewoonlijk equiaxiale fijnkorrelige banden in het lasnaadgebied van de synchrone T-vormige verbinding. De korrelmorfologie in de equiaxiale fijnkorrelige band verschilt van de korrelmorfologie van de equiaxiale T-vormige verbinding. Omdat het verhittingsproces van de heterogene TSTB-LW-modus verschilt van dat van de synchrone TSTB-LW-modus, zijn er duidelijke verschillen in de macromorfologie en microstructuur. De heterogene TSTB-LW T-vormige verbinding heeft twee thermische cycli ondergaan, wat wijst op een dubbele smeltbadstructuur. Er is een duidelijke secundaire smeltlijn in de las en het smeltbad dat door thermische geleidingslassen is gevormd, is klein. Bij het heterogene TSTB-LW-proces wordt de diepdoorlassing beïnvloed door het verwarmingsproces van het thermisch geleidend lassen. De kolomvormige en equiaxiale dendrieten nabij de secundaire smeltlijn hebben minder subkorrelgrenzen en transformeren in kolomvormige of cellulaire kristallen, wat aangeeft dat het verwarmingsproces van het thermisch geleidend lassen een warmtebehandelend effect heeft op diepdoorlassingen. De korrelgrootte van de dendrieten in het midden van de thermisch geleidende las bedraagt 2-5 micron, wat veel kleiner is dan de korrelgrootte van de dendrieten in het midden van de diepdoorlassing (5-10 micron). Dit hangt voornamelijk samen met de maximale verhitting van de lassen aan beide zijden. De temperatuur is gerelateerd aan de daaropvolgende afkoelsnelheid.
3) Principe van dubbelstraals laserpoederbekledingslassen
4)Hoge soldeerverbindingsterkte
Bij het experiment met dubbelstraals laserpoederlassen is het bereik van de laser en het substraat groter dan bij enkelstraals laserpoederlassen, omdat de twee laserstralen naast elkaar aan weerszijden van de brugdraad zijn verdeeld. Hierdoor zijn de resulterende soldeerverbindingen loodrecht op de brugdraad gericht en is de draadrichting relatief langwerpig. Figuur 3.6 toont de soldeerverbindingen verkregen met enkelstraals en dubbelstraals laserpoederlassen. Tijdens het lasproces, of het nu een dubbelstraals laser is of niet, is de richting van de verbinding tussen de laserstralen van belang.laserlassenmethode of een enkelstraalslaserlassenBij de enkelstraalsmethode wordt door warmtegeleiding een smeltbad gevormd op het basismateriaal. Op deze manier kan het gesmolten metaal van het basismateriaal in het smeltbad een metallurgische verbinding vormen met het gesmolten zelfvloeiende legeringspoeder, waardoor lassen mogelijk wordt. Bij gebruik van een dubbelstraalslaser voor het lassen is de interactie tussen de laserstralen en het basismateriaal de interactie tussen de werkingsgebieden van de twee laserstralen, dat wil zeggen de interactie tussen de twee smeltbaden die door de laser op het materiaal worden gevormd. Hierdoor is het resulterende nieuwe smeltgebied groter dan bij een enkelstraalslaser.laserlassen, zodat de soldeerverbindingen verkregen door dubbelstraallassenlaserlassenzijn sterker dan enkelstraalslaserlassen.
2. Hoge soldeerbaarheid en herhaalbaarheid
Bij de enkelstraalslaserlassenOmdat het middelpunt van de gefocusseerde laserstraal direct op de microbrugdraad inwerkt, stelt de brugdraad zeer hoge eisen aan de eigenschappen ervan.laserlassenProcesparameters, zoals een ongelijkmatige verdeling van de laserenergiedichtheid en een ongelijkmatige dikte van het legeringspoeder, kunnen leiden tot draadbreuk tijdens het lasproces en zelfs tot verdamping van de verbindingsdraad. Bij de dubbelstraallasermethode werken de focuspunten van de twee laserstralen niet direct in op de microverbindingsdraden, waardoor de strenge eisen aan de laserlasprocesparameters van de verbindingsdraden worden verminderd en de lasbaarheid en herhaalbaarheid aanzienlijk worden verbeterd.
Geplaatst op: 17 oktober 2023
