5 dažni lazerinio suvirinimo defektai: priežastys ir prevencijos strategijos

Apr 14, 2022 Palik žinutę

Suvirinimas lazeriu tapo kertiniu šiuolaikinės gamybos akmeniu dėl didelio efektyvumo, išskirtinio tikslumo, švarios apdailos ir vientisos automatizavimo galimybių. Jis vaidina labai svarbų vaidmenį daugelyje sudėtingų sektorių, įskaitant aviaciją, automobilių dalis (3C), medicinos prietaisus, lakštinio metalo gamybą ir žaliąją energiją.

 

Tačiau, kaip ir bet kuris pažangus gamybos procesas, norint pasiekti nepriekaištingų rezultatų, reikia giliai suprasti pagrindinius jo principus ir parametrus. Netinkamos konfigūracijos gali sukelti specifinių struktūrinių ar kosmetinių trūkumų. Suprasdami, kodėl atsiranda šių netobulumų, galite lengvai optimizuoti savo sąranką, kad pateiktumėte aukštos-kokybės, didelio-tvirtumo siūles.

 

Remdamiesi ilgamete lauko patirtimi, mūsų inžinieriai parengė išsamų 5 dažniausiai pasitaikančių lazerinio suvirinimo defektų šalinimo vadovą.

 

1. Įtrūkimai (terminiai ir kietėjimo įtrūkimai)

Nepertraukiamo suvirinimo lazeriu metu defektai paprastai yra karšti įtrūkimai, įskaitant kietėjimo (kristalizavimo) įtrūkimus ir suskystinimo įtrūkimus.

 

Priežastis:Šie įtrūkimai atsiranda, kai susidaro dideli tempimo įtempiai, nes suvirinimo baseinas greitai susitraukia, kol išlydytas metalas visiškai nesustingsta.

 

Close-up of a centerline crystallization crack in a laser continuous weld bead, showing solidification separation

 

Sprendimas:

  • Naudokite užpildymo laidą:Įdiegus suderinamą suvirinimo laidą, galima pakoreguoti suvirinimo baseino cheminę sudėtį ir sumažinti susitraukimo įtampą.
  • Išankstinis pašildymas:Netauriojo metalo išankstinis pašildymas sumažina aušinimo greitį ir žymiai sumažina liekamąjį šiluminį įtempį.

 

2. Akytumas (pučiamumas)

Akytumas yra vienas iš dažniausiai pasitaikančių iššūkių suvirinant lazeriu, dažnai turintis įtakos jungties struktūriniam vientisumui ir išvaizdai.

 

Priežastis:Lazerinis suvirinimas sukuria gilų, siaurą išlydytą baseiną, kuris vėsta ir kietėja itin greitai. Skysčių baseine įstrigusios dujos dažnai neturi pakankamai laiko pasišalinti, kol metalas neužšąla.

Cross-section view of subsurface blowholes and fine porosity trapped within a laser-welded joint

 

Sprendimas:

  • Paviršiaus paruošimas:Prieš suvirindami kruopščiai nuvalykite ruošinio paviršius, kad pašalintumėte alyvą, drėgmę ir oksidų sluoksnius, kurie gamina dujas.
  • Optimizuokite apsaugines dujas:Sureguliuokite apsauginių dujų srautą ir pūtimo kampą, kad tinkamai apsaugotumėte suvirinimo zoną, nesukeldami turbulencijos.

 

3. Aptaškymas

Pernelyg didelis purslų kiekis ne tik sugadina suvirinimo siūlės paviršiaus apdailą, bet ir gali užteršti arba visam laikui sugadinti lazerinio suvirinimo galvutės apsauginę optiką.

 

Priežastis:Aptaškymą tiesiogiai sukelia per didelis galios tankis. Kai energijos suvartojama per daug, garų slėgis rakto skylutės viduje destabilizuoja išsilydžiusį baseiną, smarkiai išskirdamas skysto metalo lašelius.

 

Excessive molten metal spatter during deep penetration laser welding, contaminating the workpiece surface

 

Sprendimas:

  • Mažesnis galios tankis:Sumažinkite lazerio galią arba šiek tiek defokusuokite spindulį, kad stabilizuotumėte suvirinimo baseiną.
  • Balanso greitis:Jei dėl sumažėjusios galios prasiskverbimas nepakankamas, atitinkamai sumažinkite važiavimo greitį, kad išlaikytumėte stabilų energijos balansą.

 

4. Sumažintas

Išilgai suvirinimo briaunos kraštų atsiranda griovelis arba įdubimas, susilpninantis jungties mechaninį stiprumą.

 

Priežastis:Paprastai tai atsitinka, kai judėjimo greitis yra per didelis, todėl išlydytam metalui neužtenka laiko išplisti ir sklandžiai užpildyti suvirinimo siūlės šonus. Be to, per dideli jungčių tarpai arba staigus galios sumažėjimas{1}}suvirinimo kelio pabaigoje (dėl kurio rakto skylutė įgrius) sukels vietinius įpjovimus.

 

Optical microscope image of an undercut defect, showing a groove formed along the edge of a laser weld bead

 

Sprendimas:

  • Optimizuokite galios{0}}ir-greičio santykį:Įsitikinkite, kad jūsų važiavimo greitis užtikrina vienodą tekėjimą ir sukietėjimą.
  • Sugriežtinti tolerancijos:Surinkdami ruošinį, sumažinkite priderinimo{0}}tarpą.
  • Galios padidinimas:Įdiekite laipsnišką galios rampą-žemyn (kraterio-užpildymo funkciją) ties suvirinimo siūlės pabaiga, kad išvengtumėte rakto skylutės įgriuvimo.

 

5. Suvirinimo įdubimas (sutraukimas ir nugrimzdimas)

Suvirinimo siūlės įdubimas arba įdubimas reiškia pastebimą įdubimą žemyn suvirinimo rutulio vidurio linija, dėl kurio dažnai susidaro išgaubta šaknis ir nepakankamai užpildytas paviršius.

 

Priežastis:Kai suvirinimo greitis yra per mažas, šilumos tiekimas tampa per didelis. Taip susidaro per didelis išlydytas baseinas, kuriame skysto metalo svoris viršija jo paviršiaus įtempimą, todėl suvirinimo siūlės centras nuskendo arba nuslūgsta.

 

Weld sag and sinkage defect in an aluminum alloy, featuring a depressed weld face and concave center

 

Sprendimas:

  • Sumažinti šilumos tiekimą:Sumažinkite lazerio galią arba padidinkite suvirinimo greitį, kad sumažintumėte išlydyto baseino dydį.
  • Valdykite energijos tankį:Išlaikykite energijos tankį tokiame diapazone, kuris leidžia paviršiaus įtempimui sėkmingai išlaikyti išlydytą metalą.

 

Šių anomalijų numatymas ir atpažinimas yra pirmas žingsnis siekiant nulinio -trūkumosuvirinimas lazeriu. Nuolat stebėdami ir tiksliai{1}}derindami lazerio parametrus, galite išnaudoti visas įrangos galimybes ir nuolat tiekti nepriekaištingus, -stiprus pramoninius komponentus.