Plieno medžiagų suvirinimas lazeriu: proceso charakteristikos ir optimizavimas

Dec 15, 2021 Palik žinutę

Suvirinimas lazeriu tapo labai efektyvi ir tiksli sujungimo technologija šiuolaikinėje gamyboje. Tačiau plieno medžiagų suvirinamumas ir galutinė kokybė labai priklauso nuo jų cheminės sudėties, ypač nuo priemaišų ir anglies kiekio. Žemiau apžvelgiama, kaip skirtingų kategorijų plienas reaguoja į suvirinimą lazeriu, ir atitinkamos techninės rekomendacijos.

 

1. Anglies plienas

Anglinio plieno suvirinimas lazeriu paprastai duoda puikių rezultatų, tačiau siūlių kokybė labai priklauso nuo medžiagos anglies kiekio ir priemaišų lygio.

 

  • Mažai-anglies anglies plienas:Plienas, kurio anglies kiekis mažesnis nei 0,25 %, pasižymi puikiu suvirinimu ir retai reikalaujama po-suvirinimo.
  • Nuo vidutinio iki didelio{0}}anglies plieno:Didėjant anglies kiekiui, greiti šildymo ir aušinimo ciklai, būdingi suvirinimui lazeriu, padidina medžiagos jautrumą martensitinei transformacijai, todėl suvirinimo siūlės įtrūkimai ir įpjovos jautrumas. Siekiant sumažinti šią riziką, primygtinai rekomenduojamas išankstinis pašildymas ir po{1}}suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT), kad būtų sumažintas liekamasis įtempis ir išvengta šalto įtrūkimo.
  • Skirtingas anglinio plieno suvirinimas:Sujungiant plieną su skirtingu anglies kiekiu, lazerio spindulys gali būti šiek tiek nukreiptas link žemesnės{0}}anglies medžiagos, kad būtų subalansuotas šilumos tiekimas ir būtų užtikrintas optimalus jungties vientisumas.

 

Industrial fiber laser welding process on steel materials showing localized heat dissipation and spark generation during metal fabrication - Kings Laser

 

2. Legiruotasis plienas ir žemo-legiruoto didelio-stiprumo plienas

Lazeriu-sėkmingai galima suvirinti nuo -labai legiruoto Optimizuodami lazerio apdorojimo parametrus (pvz., lazerio galią, suvirinimo greitį ir apsauginių dujų srautą), gamintojai gali pasiekti suvirintų jungčių, kurių mechaninės savybės -įskaitant atsparumą tempimui ir kietumą- yra visiškai panašios į netauriųjų metalų savybes.

 

Laser welding of low-carbon steel displaying a smooth weld bead with a narrow heat-affected zone to prevent welding cracks

 

3. Nerūdijantis plienas

Palyginti su įprastais suvirinimo metodais (pvz., TIG arba MIG), nerūdijantis plienas idealiai tinka suvirinimui lazeriu, todėl nuolat užtikrinama aukštos kokybės{0}}jungtys.

 

  • Minimalus šilumos tiekimas:Dėl didelio lazerio suvirinimo greičio ir didelio energijos tankio šilumos{0}}paveikta zona (HAZ) yra itin siaura. Tai žymiai sumažina įprastas nerūdijančio plieno suvirinimo problemas, tokias kaip perkaitimas ir šiluminiai iškraipymai, kuriuos sukelia dideli linijinio plėtimosi koeficientai.
  • Defektai{0}}Laisvos siūlės:Tinkamai atliktų nerūdijančio plieno lazerinių suvirinimo siūlių paviršius yra lygus ir neturi vidinių defektų, pvz., poringumo, mikro{0}}įtrūkimų ir intarpų.

 

 

Defect-free laser welded joint on stainless steel highlighting minimal thermal distortion and smooth surface finish

 

Pluošto lazerinio suvirinimo aparatassuteikia neprilygstamų pranašumų mažinant šilumos iškraipymus ir padidinant įvairių rūšių plieno pralaidumą. Anglies ir legiruoto plieno, turinčio didesnį anglies ekvivalentą, tikslus šiluminis valdymas-įskaitant išankstinį pašildymą ir parametrų derinimą- tebėra būtinas, kad būtų užtikrintas-betrūkių, didelio{4}}stiprumo jungtys.