번호 검색 :0 저자 :사이트 편집기 게시: 2021-12-11 원산지 :강화 된
섬유 레이저 용접기는 다양한 유형의 금속 용접에 적응할 수 있으며, 아르곤 아크 용접 및 가스 차폐 용접과 같은 전통적인 용접 공정으로 달성하기가 어려운 용접 공정에서 일정한 공정에서 일정한 공정에 적응할 수 있습니다. 예를 들면, 아연 도금 된 시트 용접, 알루미늄 용접, 구리 용접, 다른 유형의 금속 스 플라이 싱 등
아연 도금 강판 용접
다양한 유형의 아연 도금 강판은 자동차 산업 및 농업 장비 및 건물과 같은 부식 방지 요구 사항을 갖춘 다른 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 그러나 과거에는 아연의 끓는점이 강철보다 훨씬 낮기 때문에 아연 도금 강철의 제로 갭 무릎 용접은 레이저 용접에 도전을 제기했습니다. 그 결과, 레이저 에너지가 적용될 때, 아연이 먼저 증발되고, 생성 된 공기 압력은 용강을 불어 넣어서 고르지 않은 용접 및 후속 청소가 필요한 스패 터를 형성하기에 충분하다. 용접 구멍을 용융 및 유지하는 데 필요한 레이저 전력은 용융 풀을 난류 및 불안정하게 만듭니다.이 동적 동작을 단일 초점으로 제어하는 것은 어렵습니다.
이 문제는 재료를 잡아 당기거나 금속 플레이트 사이에 가스켓을 첨가하여 기화 된 아연이 제어 된 방식으로 열쇠 구멍 주위를 흐르게하는 충분한 공간 (약 0.1 ~ 0.5mm)이 있도록 완화 될 수 있습니다. 탑 방전. 이 방법의 주요 어려움 중 하나는 복잡한 3 차원 형태 (예 : 자동차 도어)가있는 부품이 발생할 때 얇은 판 사이의 균일 한 작은 갭을 유지하기가 어렵다는 것입니다. 고정 장치와 함께 부품을 단단히 고정시키는 것이 훨씬 쉽습니다.
알루미늄 용접
요즘 전기 자동차는 소비자에게 점점 더 인기가 있습니다. 이 차량에 사용되는 리튬 배터리 껍질은 용접되어야하므로 알루미늄 용접에 대한 수요가 증가합니다. 특히, 배터리 제조업체는 구성 요소의 수명 동안 기밀성을 유지하기 위해 케이싱을 케이싱으로 용접해야합니다. 물은 리튬과 강하게 반응하여 가스 및 압력을 발생시켜 장비 손상을 일으킬 수 있으며,이 씰은 습기가 침투하는 것을 방지 할 수 있으므로 매우 중요합니다. 또한, 금속 입자 (및 습기)는 내부 누설 전류를 생성하고 배터리를 단락시킵니다. 따라서 용접 공정 중에 튀는 것을 피하는 것이 매우 중요합니다. 마지막으로 용접은 충돌의 영향조차도 거친 취급을 견딜 수있는 충분한 기계적 강도를 가져야합니다.
배터리 벽이 매우 얇 으면 (<1mm), 알루미늄 배터리 쉘의 밀봉은 전통적으로 레이저 전도 용접으로 수행됩니다. 그러나, 도전성 용접을 사용하여 충분히 강한 용접을 사용하여 충분한 용융 깊이를 달성하기가 어렵고, 습기 침입을 방지하기에 충분히 낮게 수행하는 것이 어렵다. 그러나 더 높은 레이저 전력이 더 깊은 침투 (용융 구멍) 용접을 달성하기 위해 사용되면 쉘 변형의 위험이 있으며 항상 일정한 정도의 튀는 일이 발생합니다.
FL-ARM 기술
섬유 레이저 가공 특정 재료가 포함 된 파이버 레이저를 포함 할 때 과거에 사용 된 일부 방법은 압력이 대기압 (밀리바의 범위에서)보다 훨씬 낮거나 공급 속도를 크게 줄이는 공정 챔버의 레이저 용접을 제거합니다. 그러나 이러한 방법은 결국 섬유 레이저의 고유 한 이점을 제거하는 데 실질적인 어려움을 줄이거 나 가공 용량을 줄이거 나 실질적인 어려움을 유발할 것입니다. 최근까지는 용융 풀의 역 동성을 제어하기 위해 매우 정확한 방식으로 섬유 레이저 에너지를 제공 할 수있는 기술이 아니며 현재 사용할 수있는 대량 생산 처리 기능을 지원하며 간단하고 쉽게 구현할 수 있습니다.
그림 1 : 단순화 된 암 섬유 다이어그램 및 집중적 인 레이저 스폿에 나타날 수있는 5 개의 기본 전원 모드.
핀란드 인 핀란드의 일관된 응용 프로그램 실험실에서는 깊이있는 개발 작업을 통해 공작물 분포에서 레이저 초점 지점의 강도를 변형시켜 스패 터없는 고속 금속 가공을 얻을 수있는 새로운 솔루션을 확인했습니다. 전통적인 유니 모달 가우시안 유통. 이 연구에 따르면 다른 동심원 레이저 링으로 둘러싸인 중앙 가우스 분산 초점으로 구성된 빔이 종종 효과적인 방법 일 수 있음을 보여줍니다.
Coherent의 핀란드 공장 (이전의 Corelase)에서 개발 한 FL-ARM 링 레이저 결합기 및 전송 섬유는이 특이한 섬유 레이저를 현실로 초점을 맞추고 있습니다. 광섬유는 전통적인 원형 코어를 채택하고 환형 단면을 갖는 광섬유 코어의 다른 층으로 덮여있다.
FL-ARM은 4 개의 독립적 인 섬유 레이저 모듈로 통합되어 최대 총 출력 전력이 2.5 ~ 10kW를 제공합니다. 특정 구성에 관계없이 모든 경우에, 전체 빔 분포 (즉, 중심 및 링 부품의 전력)는 필요에 따라 독립적으로 조정할 수 있습니다. 또한 중심과 링 빔은 독립적 인 폐 루프 전력 제어 시스템을 사용하여 전체 전력 조정 범위 (공칭 최대 출력 전력의 1 % ~ 100 %)에서 우수한 안정성을 보장합니다. 코어 및 링 빔은 최대 5kHz의 반복 주파수로 독립적으로 변조 될 수도 있습니다.
이 레이아웃 (그림 1)에서는 내부 빔과 외부 빔 사이의 전력비에 사실상 무한 수의 조합이 있습니다. 그럼에도 불구하고 이러한 모든 조합은 대략 여러 가지 기본 구성으로 나눌 수 있습니다. 이러한 기본 모드는 다양한 응용 분야의 요구를 최적의 방법으로 충족시키기 위해 광범위한 처리 특성을 제공하도록 조정할 수 있습니다.
신청 결과
조정 된 빔은 전통적인 단일 레이저 스폿을 형성하는 대신 중앙 및 링 위치에서 전력을 출력 할 수 있습니다. 용접은 주로 링 라이트 스폿에 의해 완료되며 용접 공정은 두 단계로 나뉩니다. 첫째, 외부 링의 전방 에지는 공작물을 예열하고, 용접에 필요한 추가 에너지는 링 스폿의 후방 에지에 의해 제공된다. 제공된 레이저 에너지를 2 부분으로 나누어 넓은 영역에 분산시키고, 더 큰 용융 풀이 생성 될 수 있으므로, 재료의 온도 구배가 감소 될 수 있습니다. 이러한 모든 기능은 튀는 것을 줄이는 데 도움이됩니다 (그림 2).
그림 2 : 단면은 1.25mm 두께의 아연 도금 강판에 용접을 보여줍니다. 섬유 레이저가 사용되며 플레이트 사이에 틈이 없으며 공급 속도는 3.3m / min입니다. 전통적인 레이저 집속에 의해 형성된 용접은 갭 (a)을 가지며, FL-ARM 기술을 사용하면 우수한 비 다공성 균일 용접 (B)을 형성 할 수있다.
동시에, 중앙 초점 스폿은 용융 된 물질을 측면으로 밀려 낼 수 있도록 깊은 침투 구멍 (가장자리보다 낮은 온도에서)을 유지할 수 있습니다. 이러한 방식으로, 기화 된 아연은 중심을 통해 쉽게 방전 될 수 있으며, 부품이 제로 갭과 함께 클램핑 되더라도 튀는 것이 없을 것입니다.
또한, 링 빔이 회전 대칭이기 때문에, 용접 솔기의 방향을 따라 빔의 방향을 조정할 필요가 없다. 아크 모양의 또는 다른 모양의 공작물에 용접 솔기의 방향은 종종 크게 바뀝니다. 따라서이 방법은 프로세스 흐름을 크게 단순화 할 수 있습니다.
이 응용 프로그램에서 FL-ARM 레이저는 물질 변형없이 고강도 용접을 달성하기 위해 깊은 침투 용접에 성공적으로 사용됩니다. 유사하게, 중심 및 링 부분의 빔 전력을 구성 할 수있다.
그림 3 : 두 개의 1.6mm 두께의 5000 시리즈 알루미늄 부품의 표면 용접의 단면은 다공성이나 스패 터없이 깊은 침투를 보여줍니다.
상기 방법은 링 빔의 선단 에지가 레이저 파장에서 흡수 용량을 증가시키기 위해 충분히 높은 알루미늄의 온도를 상승시키기 때문에 효과적이다. 이어서, 빔의 중심에 깊은 침투 구멍이 발생하고, 예열로 인해 침투 구멍이 매우 안정하다. 링 빔의 트레일 링 에지는 용융 풀에 충분한지지를 제공하고 가스가 빠져 나올 수 있습니다. 안정한 용융 구멍으로 인해 재료는 더욱 일관성이 있고 프로세스 창이 더 크게 프로세스를 홍보하는 재료가 빠르게 고형화되지 않습니다. 최종 결과 (그림 3)는 균일 한 재료 침투 및 고품질의 다공성 및 스패 터없는 용접을 달성하는 것입니다.
현재 광섬유 레이저는 다양한 산업 가공 분야에서 널리 사용되고 있지만 모든 유스 케이스에 가장 적합한 제품은 단일 제품이 될 수 없습니다. 이것이 코 히어 런트 로잉 (Coherent-Rofin)과 같은 레이저 제조업체가 많은 수의 다른 섬유 레이저를 개발했습니다. 그런 다음 회사는 이러한 제품을 풍부한 프로세스 지식과 결합하여 유틸리티를 확장하고 밝기를 줄이고 가공 기능을 향상시키고 사용자의 생산 비용을 절감하는 것과 같이 더 나은 결과를 제공합니다.