A tecnologia de união a laser, ou tecnologia de soldagem a laser, usa um feixe de laser de alta potência para focar e regular a irradiação da superfície do material, e a superfície do material absorve a energia do laser e a converte em energia térmica, fazendo com que o material aqueça e derreta localmente , seguido de resfriamento e solidificação para conseguir a união de materiais homogêneos ou dissimilares. O processo de soldagem a laser requer uma densidade de potência do laser de 104para 108C/cm2. Em comparação com os métodos tradicionais de soldagem, a soldagem a laser tem as seguintes vantagens.
A tecnologia de união a laser, ou tecnologia de soldagem a laser, usa um feixe de laser de alta potência para focar e regular a irradiação da superfície do material, e a superfície do material absorve a energia do laser e a converte em energia térmica, fazendo com que o material aqueça e derreta localmente , seguido de resfriamento e solidificação para conseguir a união de materiais homogêneos ou dissimilares. O processo de soldagem a laser requer uma densidade de potência do laser de 104para 108C/cm2. Em comparação com os métodos tradicionais de soldagem, a soldagem a laser tem as seguintes vantagens.
1 nuvem de plasma, 2 materiais de fusão, 3 buracos de fechadura, 4 profundidades de fusão
Devido à existência do buraco da fechadura, o feixe de laser, após irradiar o interior do buraco da fechadura, aumentará a absorção do laser pelo material e promoverá a formação da poça fundida após espalhamento e outros efeitos, os dois métodos de soldagem são comparados do seguinte modo.
A figura acima mostra o processo de soldagem a laser do mesmo material e da mesma fonte de luz, o mecanismo de conversão de energia é feito apenas através do buraco da fechadura, o buraco da fechadura e o metal fundido próximo à parede do furo se move com o avanço do feixe de laser, o metal fundido afasta o buraco da fechadura do ar deixado para trás para encher e após a condensação, formando uma costura de solda.
Se o material a ser soldado for um metal diferente, a existência de diferenças nas propriedades térmicas terá grande impacto no processo de soldagem, como diferenças nos pontos de fusão, condutividade térmica, capacidade térmica específica e coeficientes de expansão de diferentes materiais, resultando nas tensões de soldagem, na deformação da soldagem e nas alterações nas condições de cristalização do metal da junta soldada, causando diminuição nas propriedades mecânicas da solda.
Portanto, de acordo com as diferentes características do cenário de soldagem, o processo de soldagem desenvolveu soldagem de enchimento a laser, brasagem a laser, soldagem a laser de feixe duplo, soldagem composta a laser, etc.
Soldagem de enchimento de fio a laser
No processo de soldagem a laser de ligas de alumínio, titânio e cobre, devido à baixa absorção da luz laser (<10%) nesses materiais, o plasma fotogerado possui certa blindagem da luz laser, por isso é fácil formar respingos e levar à geração de defeitos como porosidade e rachaduras. Além disso, a qualidade da soldagem também é afetada quando a folga entre as peças é maior que o diâmetro do ponto durante a pulverização catódica de chapas finas.
Ao resolver os problemas acima, um melhor resultado de soldagem pode ser obtido usando o método do material de enchimento. O enchimento pode ser de arame ou pó, ou pode ser usado um método de enchimento pré-definido. Devido ao pequeno ponto focalizado, a solda torna-se mais estreita e apresenta um formato levemente convexo na superfície após a aplicação do material de enchimento.
Brasagem a Laser
Ao contrário da soldagem por fusão, que derrete duas peças soldadas ao mesmo tempo, a brasagem adiciona um material de enchimento com um ponto de fusão inferior ao do material de base à superfície da solda, derrete o material de enchimento para preencher a lacuna a uma temperatura inferior à temperatura de fusão do material de base. ponto e superior ao ponto de fusão do material de enchimento e então condensa para formar uma solda sólida.
A brasagem é adequada para dispositivos microeletrônicos sensíveis ao calor, placas finas e materiais metálicos voláteis.
Além disso, pode ser classificada como brasagem suave (<450 °C) e brasagem dura (>450 °C), dependendo da temperatura na qual o material de brasagem é aquecido.
Soldagem a laser de feixe duplo
A soldagem de feixe duplo permite um controle flexível e conveniente do tempo e da posição da irradiação do laser, ajustando assim a distribuição de energia.
É usado principalmente para soldagem a laser de ligas de alumínio e magnésio, soldagem de emendas e placas sobrepostas para automóveis, brasagem a laser e soldagem por fusão profunda.
O feixe duplo pode ser obtido por dois lasers independentes ou por divisão do feixe com um divisor de feixe.
Os dois feixes podem ser uma combinação de lasers com diferentes características de domínio de tempo (pulsado vs. contínuo), diferentes comprimentos de onda (infravermelho médio vs. comprimentos de onda visíveis) e diferentes potências, que podem ser selecionadas de acordo com o material real processado.
4. Soldagem composta a laser
Devido ao uso do feixe de laser como única fonte de calor, a soldagem a laser com fonte de calor única tem uma baixa taxa de conversão de energia e taxa de utilização, a interface da porta do material de base de solda é fácil de produzir desalinhamento, fácil de produzir poros e rachaduras e outras deficiências, para resolver este problema, você pode usar as características de aquecimento de outras fontes de calor para melhorar o aquecimento do laser na peça de trabalho, geralmente chamada de soldagem composta a laser.
A principal forma de soldagem composta a laser é a soldagem composta de laser e arco elétrico, o efeito 1 + 1> 2 é o seguinte.
após o feixe de laser próximo ao arco aplicado,a densidade eletrônica é significativamente reduzida, a nuvem de plasma gerada pela soldagem a laser é diluída, o quepode melhorar muito a taxa de absorção do laser, enquanto o arco no pré-aquecimento do material de base aumentará ainda mais a taxa de absorção do laser.
2. a alta utilização de energia do arco e o totala utilização de energia será aumentada.
3, a área de ação da soldagem a laser é pequena, fácil de causar desalinhamento da porta de soldagem, enquanto a ação térmica do arco é grande, o que podereduzir o desalinhamento da porta de soldagem. Ao mesmo tempo, oa qualidade da soldagem e a eficiência do arco são melhoradasdevido ao efeito de foco e orientação do feixe de laser no arco.
4, soldagem a laser com alta temperatura de pico, grande zona afetada pelo calor, resfriamento rápido e velocidade de solidificação, fácil de gerar rachaduras e poros; enquanto a zona afetada pelo calor do arco é pequena, o que pode reduzir o gradiente de temperatura, resfriamento, velocidade de solidificação,pode reduzir e eliminar a geração de poros e rachaduras.
Existem duas formas comuns de soldagem composta a arco a laser: soldagem composta a laser-TIG (conforme mostrado abaixo) e soldagem composta a laser-MIG.
Existem também outras formas de soldagem, como soldagem a laser e arco de plasma, soldagem a laser e soldagem de compostos com fonte de calor indutiva.
Sobre MavenLaser
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Horário da postagem: 13 de janeiro de 2023
