레이저 용접기의 공정 및 기술

1. 레이저 용접의 공정 매개 변수 :

1. 전력 밀도. 전력 밀도는 레이저 가공 (레이저 OEM)에서 가장 중요한 매개 변수 중 하나입니다. 전력 밀도가 높을수록 표면층을 마이크로 초 시간 범위 내에서 비등점으로 가열하여 많은 양의 증발이 발생할 수 있습니다. 따라서 높은 전력 밀도는 펀칭, 절단 및 조각과 같은 재료 제거 처리에 유익합니다. 낮은 전력 밀도의 경우 표면 온도가 끓는점에 도달하는 데 몇 밀리 초가 걸립니다. 표면층이 기화되기 전에, 바닥 층은 융점이 융해 지점에 도달하여 양호한 융합 용접을 형성하기 쉽습니다. 따라서 전도성 레이저 용접에서는 전력 밀도가 104 ~ 106W / cm2의 범위입니다.

2. 레이저 펄스 파형. 레이저 펄스 파형은 레이저 용접에서 특히 시트 용접의 경우 중요한 문제입니다. 고강도 레이저 빔이 재료의 표면을 히는 경우, 레이저 에너지의 60 ~ 98 %가 금속면에서 반사되어 손실되며, 반사율은 표면 온도로 변화합니다. 레이저 펄스 동안 금속의 반사율이 크게 변합니다.

3. 레이저 펄스 폭. 펄스 폭은 펄스 레이저 용접의 중요한 매개 변수 중 하나입니다. 재료 제거 및 재료 용융과는 다른 중요한 매개 변수뿐만 아니라 프로세싱 장비의 비용과 볼륨을 결정하는 핵심 매개 변수입니다.

4. 용접 품질에 대한 Defocusing 금액의 영향. 레이저 포커스에서 스폿의 중심의 전력 밀도가 너무 높고 구멍으로 증발하기 쉽기 때문에 레이저 용접은 일반적으로 일정한 정도의 분리가 필요합니다. 각 평면에서 레이저 초점에서 멀리 떨어져서 전력 밀도 분포가 비교적 균일합니다. 긍정적 인 defocus와 부정적인 defocus 두 가지 defocusing 방법이 있습니다. 초점 평면이 공작물 위에 있으면 긍정적 인 Defocus이며, 그렇지 않으면 음성 디 포커스입니다. 기하학적 광학 이론에 따르면, 양극 및 음의 분해가 동일하면 해당 평면의 전력 밀도는 대략 동일하지만, 얻어진 실제 용융 풀 형상은 다르다. 디 포커스가 음의 경우, 용융 풀의 형성 과정과 관련된 더 큰 침투 깊이가 얻어 질 수 있습니다. 실험은 레이저가 50 ~ 200U 동안 가열되어 액체 금속을 형성하고 기화하는 것을 형성하고 도시 압력 증기를 형성하고 눈부신 백색광을 방출하는 것을 방출 할 때 물질이 녹을 때 녹을 때 녹을 때 녹을 수 있습니다. 동시에, 고농도의 증기는 액체 금속이 용융 풀의 가장자리로 이동하여 용융 풀의 중심에 우울증을 형성하게한다. 디 포커스가 음수이면, 재료의 내부 전력 밀도가 표면의 내부 전력 밀도보다 높고, 용융 및 기화가 강하기 때문에 광 에너지가 재료의 더 깊은 부분으로 전달 될 수 있습니다. 따라서 실제 적용에서는 침투 깊이가 크게 해야하는 경우 음의 디 포커싱이 사용됩니다. 얇은 물질을 용접 할 때 긍정적 인 defocusing이 적절합니다.

2. 레이저 용접 공정 방법 :

1. 슬라이스 사이의 용접. 네 가지 공정 방법 : 맞대기 용접, 엔드 용접, 중심 침투 융착 용접, 중심 천공 융착 용접.

2. 와이어 및 와이어 용접. 와이어 - 와이어 맞대기 용접, 교차 용접, 평행 무릎 용접, T 자형 용접 및 기타 4 개의 공정 방법 포함.

3. 금속 와이어 및 블록 구성 요소의 용접. 레이저 용접은 금속 와이어와 블록 요소 사이의 연결을 성공적으로 실현할 수 있으며 블록 요소의 크기는 임의 일 수 있습니다. 용접 중에 와이어 유사 부품의 기하학적 차원에주의를 기울여야합니다.

4. 다른 금속의 용접. 금속의 다양한 종류의 용접은 용접성과 용접 가능한 매개 변수의 범위를 해결해야합니다. 다른 재료 간의 레이저 용접은 특정 재료 조합으로 만 가능합니다. 레이저 브레이징 일부 구성 요소는 레이저 용접에 적합하지 않지만 레이저 용접은 레이저 용접의 장점을 갖는 솔더링 및 브레이징을 수행하기위한 열원으로 사용할 수 있습니다. 납땜을 사용하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 그 중에서도 레이저 솔더링은 주로 인쇄 회로 기판의 용접, 특히 칩 구성 요소 조립 기술을 위해 사용됩니다.

3. 다른 방법과 비교하여, 레이저 솔더링을 사용하면 다음과 같은 장점이있다 :

1. 로컬 때문에 가열로, 성분은 생산 열 손상이 용이하지 않고, 납땜 감열 요소 근처에 수행 될 수 있도록 열 영향 영역이 작다.

2. 어떤 보조 도구없이 대역폭을 녹여 비 접촉 가열을 사용합니다. 양면 성분은 양면 인쇄 회로 기판에 장착되어 후 처리 할 수있다.

반복 작업에 대한 3. 좋은 안정성. 플럭스는 용접 공구 거의 오염이 있고, 레이저 조사 시간과 출력 제어가 용이하고, 수율을 납땜 레이저 높다.

4. 레이저 빔 분할 광에 용이하고, 다수의 포인트를 동시에 대칭 용접을 실현할 수있는 등의 세미 렌즈, 미러, 프리즘, 스캐닝 미러 등의 광학 소자, 시간과 공간으로 나눌 수있다.

주로 광섬유에 의해 전송 될 수있는 열원으로서 1.06um의 파장을 갖는 레이저를 사용하여 납땜 5. 레이저 때문에 종래의 방법에 의해 쉽게 용접에없는 부분에, 처리 및 양호한 유연성을 갖는다 할 수있다.

6. 좋은 초점 쉬운 멀티 스테이션 장치의 자동화를 실현합니다.

4. 레이저 깊은 침투 용접 :

1. 금속 처리 기술 이론. 깊은 용입 레이저 용접 금속의 물리적 처리를 전자빔 용접, 즉, 에너지 변환기구는 \"작은 구멍 \"구조를 완성 매우 유사하다. 충분히 높은 파워 밀도 빔의 조사 하에서, 증발 재료는 작은 구멍을 형성한다. 이 증기로 채워진 홀은 약 25,000 정도 캐비티에 도달하면 거의 모든 입사광의 에너지, 평형 온도를 흡수하는 블랙 바디 같다. 열이 공동을 둘러싸는 금속을 용융이 고온 공동의 외주 벽으로부터 전송된다. 작은 구멍은 광 빔의 조사 (irradiation)시에 벽 재료의 연속 증착에 의해 생성 된 고온의 증기로 채워진다. 작은 구멍의 4 개의 벽은 용융 금속에 의해 포위되고, 액체 금속은 고체 물질에 의해 둘러싸인 다. 세공 벽과 벽 층의 외부 표면 장력 액체 유동은 캐비티에 연속적으로 생성 된 증기 압력 동적 균형 유지된다. 광속 연속적 작은 구멍에 진입하고, 작은 구멍을 외부 물질이 연속적으로 유입된다. 상기 빔 이동함에 따라, 작은 구멍은 흐름의 안정 상태에 항상있다. 즉, 작은 구멍의 주요 광속의 전진 속도로 전방 홀 벽 이동을 둘러싸는 용융 금속 및 용융 금속이 제거되고 응축 된 후 작은 구멍에 의해 남겨진 간극을 채우고, 상기 용접은 형성했다.

2. 영향 요인. 레이저 깊은 침투 용접에 영향을 미치는 요인은 레이저 전력, 레이저 빔 직경, 재료 흡수율, 용접 속도, 차폐 가스, 렌즈 초점 거리, 초점 위치, 레이저 빔 위치 및 용접의 시작 및 끝점에서 레이저 위치를 포함합니다. , 점차적으로 도둑 조절 장치.

3. 레이저 깊은 침투 용접의 특징 :

특징 : (1) 높은 종횡비. 용융 금속은 원통형 고온 증기 캐비티 주위에 형성되어 공작물로 연장되므로 용접은 깊고 좁게됩니다. (2) 최소 열 입력. 소스 공동의 온도가 매우 높기 때문에 용융 공정이 매우 빠르게 일어나고, 공작물의 열 입력은 매우 낮으며 열 변형 및 열 영향 영역이 작습니다. (3) 고밀도. 고온 증기로 채워진 작은 구멍은 용접 풀의 교반 및 가스의 탈출에 도움이되므로 비 다공성 침투 용접이 형성됩니다. 용접 후 높은 냉각 속도는 용접 된 솔기 미세 구조를 쉽게 만들 수 있습니다. (4) 용접 강화. (5) 정확한 제어. (6) 비접촉, 대기 용접 공정.

4. 레이저 깊은 침투 용접의 장점 : (1) 집중 된 레이저 빔이 종래의 방법보다 훨씬 높은 전력 밀도를 갖기 때문에, 용접 속도가 더 빠르고, 열 영향 영역 및 변형은 작고, 또한 티타늄을 용접 할 수 있고, 석영 및 기타 어려운 용접 물질. (2) 빔이 전송 및 제어가 쉽고 용접 토치 및 노즐을 자주 교체 할 필요가 없으므로 셧다운의 보조 시간을 크게 줄이기 때문에 부하 계수 및 생산 효율이 높습니다. (3) 정제 효과와 높은 냉각 속도로 인해 용접 이음새가 강하고 전체 성능이 높습니다. (4) 저울의 열 입력 및 높은 가공 정확도로 인해 재 처리 비용을 줄일 수 있습니다. 또한 레이저 용접의 이동 비용이 상대적으로 낮아 생산 비용을 절감 할 수 있습니다. (5) 자동화를 실현하기 쉽고 빔 강도와 미세한 위치 결정을 효과적으로 제어 할 수 있습니다.

5. 레이저 깊은 침투 용접 장비 : 레이저 깊은 침투 용접은 일반적으로 연속파 CO2 레이저를 사용합니다. 이 유형의 레이저는 충분한 출력 전력을 유지하고 \"작은 구멍 \"효과를 생성하고 공작물의 전체 섹션을 관통하고 강력한 용접 조인트를 형성 할 수 있습니다. 레이저 자체에 관한 한, 열원으로 사용할 수있는 평행 빔을 생성 할 수있는 장치 일뿐 만 아니라 좋은 지향성을 갖습니다. 효과적인 처리 후에 공작물에 지시하고 촬영 한 경우 입력 전력은 강력한 호환성을 가질 수 있으므로 자동화 된 프로세스에 적용됩니다. 용접을 효과적으로 구현하기 위해서는 레이저 및 기타 필요한 광학, 기계 및 제어 부품을 함께 대형 용접 시스템을 형성합니다. 이 시스템에는 레이저, 빔 전달 구성 요소, 공작물 로딩 및 언 로딩 및 이동 장치, 및 제어 장치가 포함됩니다. 이 시스템은 단순히 작업자가 작업자의 수동 처리 및 고정일 수 있거나 공작물의 자동 로딩, 언 로딩, 고정, 용접 및 검사를 포함 할 수 있습니다. 이 시스템의 설계 및 구현에 대한 일반적인 요구 사항은 만족스러운 용접 품질과 높은 생산 효율을 얻는 것입니다.

5. 철강 재료의 레이저 용접 :

1. 탄소강 및 공통 합금강의 레이저 용접. 일반적으로 탄소강의 레이저 용접 효과가 양호하며 용접 품질은 불순물 함량에 달려 있습니다. 다른 용접 공정처럼, 황 및 인은 용접 균열에 민감한 요소입니다. 만족스러운 용접 품질을 얻으려면 탄소 함량이 0.25 %를 초과 할 때 예열이 필요합니다. 탄소 함량이 다른 강재가 서로 용접되면, 용접 토치는 저탄소 재료의 측면으로 약간 편향되어 접합부의 품질을 보장 ​​할 수 있습니다. 저탄소 림으로 인한 강철은 높은 함량의 황 및 인으로 인해 레이저 용접에 적합하지 않습니다. 저탄소 살해 된 강철은 불순물 함량이 적기 때문에 매우 우수한 용접 효과가 있습니다. 중간 및 고 탄소강 및 일반 합금강은 모두 잘 레이저 용접 될 수 있지만 예열 및 후 방지 후 처리가 스트레스를 제거하고 균열 형성을 피할 필요가 있습니다.

2. 스테인레스 스틸의 레이저 용접. 일반적으로, 스테인레스 스틸 레이저 용접은 종래의 용접보다 고품질 조인트를 쉽게 얻을 수있다. 높은 용접 속도의 열효율 영역이 작기 때문에 감광성은 중요한 문제가되지 않습니다. 탄소강과 비교하여, 스테인레스 스틸의 낮은 열전도도는 깊은 침투 용접을 쉽게 얻을 수 있습니다.

3. 다른 금속 사이의 레이저 용접. 매우 높은 냉각 속도와 레이저 용접의 작은 열 영향을받는 영역은 다양한 금속의 용융 후에 다른 구조의 재료의 상용 성을위한 유리한 조건을 생성합니다. 다음과 같은 금속이 성공적으로 레이저 깊은 침투 용접을 성공적으로 할 수 있다는 것으로 입증되었습니다 : 스테인레스 스틸 ~ 저탄소 강, 416 스테인레스 스틸 ~ 310 스테인레스 스틸, 347 스테인레스 스틸 ~ 비용으로 니켈 합금, 니켈 전극 ~ 차가운 단조 강, 다른 바이메탈 스트립 니켈 함량.