Milyen hegesztési hibák fordulhatnak elő lézeres hegesztésnél? Hogyan lehet megoldani?

A lézeres hegesztést széles körben használják a különböző iparágakban a nagy hatékonyság, a nagy pontosság, a jó hatás és az egyszerű automatizálási integráció előnyei miatt. Fontos szerepet játszik az ipari termelésben és gyártásban, beleértve a katonai, orvosi, repülési, új energetikai és más iparágakat. Bármely feldolgozási módszer azonban, ha az alapelveit és folyamatait nem ismeri megfelelően, hibákat vagy hibás termékeket eredményezhet, és ez alól a lézerhegesztés sem kivétel. A lézerhegesztés értékének maximalizálása és a hibátlan megjelenésű minőségi termék előállítása érdekében fontos megérteni ezeket a buktatókat, és megtanulni, hogyan kerülhetők el.

A lézeres hegesztés alapelvei

A lézeres hegesztés a lézeres anyagfeldolgozási technológia egyik fontos alkalmazása. A lézeres hegesztés két alapvetően eltérő üzemmódban működik: vezetéskorlátozott hegesztéssel és mélylyukhegesztéssel. A hegesztési folyamat során hővezetés történik, azaz a lézersugárzás felmelegíti a felületet, a felületi hő pedig a hővezetésen keresztül diffundál a belső térbe. A lézerimpulzus szélességének, energiájának, csúcsteljesítményének és ismétlési frekvenciájának, az elemolvadásnak és egyéb paramétereknek a szabályozásával a fém felületén sajátos olvadéktóda jön létre. A hő megolvasztja az anyagot, és a két felület között hegesztési varrat képződik, és ezzel a varrat teljessé válik.
A lézeres hegesztés nagy hegesztési pontossággal és hegesztési minőséggel rendelkezik. Mivel maga a lézer nagyon kevés hőt termel, a lézeres hegesztés után keletkező hegesztési varrat is viszonylag kicsi, így a lézeres hegesztés különösen alkalmas vékonyabb anyagokhoz, mint például elektronika vagy üveg/fém tömítések. Míg vastagabb anyagok hegesztésekor keskeny és mély varratok jönnek létre a négyszögletes élű részek között. Ezenkívül a lézer hihetetlenül magas hőmérsékletet (több ezer Celsius fokot) képes elérni, így nagyon erős és tartós hegesztési varratokat tud készíteni, amelyek ellenállnak a szélsőséges hőmérsékleteknek és a zord környezetnek.

A lézeres hegesztés gyakori hegesztési hibái és megoldásuk

A lézeres hegesztés előnyei a nagy hatásfok, a nagy pontosság, a jó hatás, az egyszerű automatizálás, az integráció stb., de a nem megfelelő működés komoly minőségi hibákhoz is vezethet a termékekben. Csak ezeknek a hibáknak a megértésével lehet teljes mértékben érvényesülni a lézerhegesztés értékében, és a szép megjelenésű és kiváló minőségű termékek feldolgozhatók. Az alábbiakban 8 olyan hegesztési hibát mutatunk be, amelyek gyakran előfordulnak a lézeres hegesztés során.

Porozitás

A pórusok a lézeres hegesztés során előforduló hibák egyike. A lézeres hegesztés porozitását okozhatja a lap vagy a felület szennyeződése vagy az elégtelen előtisztítás, mint például zsír, olaj, oxidok, felszívódott vízgőz, vágófolyadék maradványok stb. A lézerhegesztő medence mély és keskeny, és a hűtési sebesség gyors. A folyékony olvadékmedencében keletkező gáznak a felületi szennyeződés miatt nincs ideje kiszabadulni, könnyen pórusokat képez. A lézeres hegesztés azonban gyorsan lehűl, és a keletkező pórusok általában kisebbek, mint a hagyományos fúziós hegesztésnél.
A porozitás elkerülése érdekében lézeres hegesztésnél:

megfelelő védőgáz biztosítása: Használjon jó minőségű védőgázt (általában argon vagy hélium keverékét), hogy megfelelő védelmet nyújtson a légköri gázokkal szemben.
optimalizálja a gázáramlást: állítsa be a megfelelő védőgáz áramlást és irányt, hogy a hegesztési területet a lehető legnagyobb mértékben megvédje.
Tisztítsa meg a munkadarab felületét: Alaposan tisztítsa meg a hegesztendő felületet, hogy eltávolítson minden szennyeződést, például olajat, zsírt, rozsdát vagy szennyeződést, hogy megakadályozza a gáz beszorulását. Szükség szerint használjon megfelelő tisztítási módszereket, például oldószeres tisztítást, mechanikai tisztítást vagy vegyszeres tisztítást.
A hézag megfelelő előkészítése: Gondoskodjon a megfelelő illesztésről és igazításról, hogy elkerülje a hézagok kialakulását, ahol a gáz beszorulhat. Ha lehetséges, használjon visszaöblítési technikákat a gáz beszorulásának elkerülése érdekében.

Undercut

Az alámetszés egy hegesztési varrat szélén kialakított horony vagy mélyedés. Általában a túlzott hőbevitel vagy a hegesztési sebesség okozza. Ha a hegesztési sebesség túl gyors, a varrat közepén lévő kis lyuk mögötti folyékony fémnek nincs ideje újra eloszlani, és a varrat mindkét oldalán megszilárdul, és alámetszés keletkezik.
Az alávágások elkerülése érdekében lézeres hegesztésnél:

A lézerparaméterek optimalizálása: A megfelelő hőbevitel elérése érdekében állítsa be a lézer teljesítményét, az impulzus időtartamát és a fókusz pozícióját. Kerülje a túl nagy teljesítmény használatát vagy a túl gyors hegesztést, mert ez túlmelegedést és alávágást okozhat.
Tartson fenn állandó hegesztési sebességet: Irányítsa a lézersugár vagy a munkadarab mozgását az állandó haladási sebesség fenntartása érdekében. A gyors sebességváltozások egyenetlen hőeloszlást és alámetszések kialakulását okozhatják.
A hézag megfelelő kialakítása és illesztése: Gondoskodjon a megfelelő ízület-előkészítésről, beleértve a pontos illeszkedést, a megfelelő ferdeszöget és a megfelelő hézagtűrést. A szoros illeszkedés megakadályozza az élek túlzott megolvadását és csökkenti az alávágást.

Hegesztési repedések

A hegesztési forró repedések azokat a repedéseket jelentik, amelyek a magas hőmérsékletű területen keletkeznek, amikor a fém a hegesztési varratban és a hőhatás zónában a szoliduszvonal közelébe hűl a hegesztési folyamat során. Általában magas hőmérsékletű és alacsony hőmérsékletű repedésekre oszthatók. A lézeres hegesztési folyamat során a lézer kis hőbevitele miatt a hegesztés utáni alakváltozás kicsi, és a hegesztés által keltett feszültség is kicsi, így általában nem fordulnak elő magas hőmérsékletű repedések. A különböző anyagok és a folyamatparaméterek nem megfelelő kiválasztása miatt azonban a magas hőmérsékletű repedések hibák formájában jelennek meg.
A hegesztési repedések elkerülése érdekében:

hőbevitel szabályozása: Optimalizálja a lézerparamétereket a hőbevitel szabályozására és a hőterhelés csökkentésére. Kerülje a túlzott felmelegedést és a gyors lehűlést, amelyek repedést okozhatnak. Ez a lézerteljesítmény és az impulzus időtartamának beállításával vagy impulzusformáló technikák alkalmazásával érhető el.
Előmelegítés és hegesztés utáni hőkezelés: A munkadarab hegesztés előtti előmelegítése segít csökkenteni a termikus gradienseket és feszültségeket, valamint javítja a hegeszthetőséget. A hegesztés utáni hőkezelési technikák, mint például az izzítás vagy a feszültségmentesítés szintén használhatók a maradék feszültségek enyhítésére, a mechanikai tulajdonságok javítására és a repedés kockázatának csökkentésére.
Töltőanyag kiválasztása: Az alapanyaghoz megfelelő összetételű és rugalmasságú töltőanyagot használjon, hogy minimalizálja a repedés kockázatát.

Hiányos fúzió vagy a behatolás hiánya

Tökéletes összeolvadás vagy tökéletlen behatolás akkor fordul elő, ha a hegesztett fém nem olvad össze teljesen a fával, vagy hatol át a kötés teljes vastagságán.
A hiányos vagy nem áthatolt fúzió elkerülése érdekében:

a lézerparaméterek optimalizálása: Állítsa be a lézerteljesítményt, az impulzus időtartamát és a fókusz helyzetét a megfelelő anyagfúzió és behatolás elérése érdekében. A nagyobb teljesítménybeállítás vagy a fókuszpozíció módosítása elősegítheti a mélyebb behatolást.
A kötés előkészítése és összeszerelése: Gondoskodjon a kötés megfelelő kialakításáról és összeszereléséről. A horonyszögeket, a hézagtűréseket és a hézag-előkészítési technikákat meg kell választani a megfelelő összeolvadás és behatolás elősegítése érdekében.
A hegesztési sebesség beállítása: A hegesztési sebességet úgy állítsa be, hogy elegendő hőbevitel és a hézagba való behatolás legyen. A hegesztési sebesség optimalizálása biztosítja, hogy a lézerenergia teljes mértékben kölcsönhatásba lépjen az anyaggal.

Loccsanás

A lézerhegesztés során keletkező fröcskölés súlyosan befolyásolhatja a hegesztési varrat felületi minőségét. A hegesztés után a munkadarab vagy anyag felületén sok fémrészecske jelenhet meg, ami nemcsak a megjelenést, hanem a használatot is befolyásolja. Ha a kifröccsenés komoly, az is szennyezi és károsítja a lencsét.
A fröcskölés elkerülése érdekében a lézerhegesztés során:

optimalizálja a lézersugár fókuszát és helyzetét: Állítsa be megfelelően a lézersugár fókusz helyzetét és alakját a stabil és precíz hegesztés eléréséhez. Kerülje el a lézersugár eltolódását vagy instabil fókuszát, ami fröccsenést okozhat.
Használjon megfelelő védőgázt és áramlási sebességet: Válassza ki a megfelelő védőgáz-összetételt és áramlási sebességet a megfelelő védelem biztosításához. A védőgáz segít megelőzni a hegesztőmedence oxidációját és szennyeződését, és csökkenti a fröcskölést. A gázáramot a hegesztési követelményeknek megfelelően kell beállítani.
Tisztítsa meg a munkadarab felületét: Alaposan tisztítsa meg a munkadarab felületét, és távolítson el minden szennyeződést, amely fröcskölést okozhat.

Deformáció

A deformáció egy hegesztett szerkezet vagy munkadarab hegesztési folyamat következtében bekövetkező deformációját vagy meghajlását jelenti.
A lézerhegesztés deformációjának elkerülése érdekében:

Használja a helyes rögzítési és befogási technikát: Rögzítse a munkadarabot vagy szerkezetet, hogy minimálisra csökkentse a hegesztés közbeni elmozdulást vagy deformációt. A munkadarab megfelelő alátámasztása és beállítása segít megőrizni a méretstabilitást.
a munkadarab előmelegítése: Fontolja meg a munkadarab előmelegítését a termikus gradiensek csökkentése és a torzítás minimalizálása érdekében.
szabályozott hűtés: Vezessen be ellenőrzött hűtési technikákat, például hűtőbordák vagy szerelvények használatát a hűtési sebesség szabályozására és a termikus gradiensek minimalizálására.

Hő által érintett zóna (HAZ) problémák

A lézeres hegesztés egy erősen koncentrált hőhatászónát hoz létre a varrat körül. A hőhatás zónában hőciklusok és mikroszerkezeti változások mennek végbe, amelyek az anyag szilárdságának csökkenését és az anyag keménységének megváltozását eredményezhetik.
A HAZ-problémák elkerülése érdekében:

A lézerparaméterek optimalizálása: Állítsa be a lézerparamétereket a hő által érintett zóna méretének és mélységének minimalizálása érdekében. Ez magában foglalja a lézerteljesítmény, az impulzus időtartamának és a sugárfókusz szabályozását.
Seprési vagy oszcillációs technikák használata: A söprő vagy oszcilláló technikák alkalmazása lehetővé teszi a hő egyenletesebb eloszlását és csökkenti a hőkoncentrációt bizonyos területeken, ezáltal minimalizálva a hő által érintett zónákhoz kapcsolódó problémákat.
hegesztés utáni hőkezelés végrehajtása: Alkalmazzon megfelelő hegesztés utáni hőkezelési eljárásokat, mint például izzítás vagy feszültségmentesítés, hogy finomítsa a mikrostruktúrát és csökkentse a hőhatás zónával kapcsolatos problémákat. A hőkezelés segít helyreállítani az anyag tulajdonságait a hőhatászónában.

Hegesztés összeomlása

A lézeres hegesztés összeomlása a hegesztési varrat befelé deformálódását vagy süllyedését jelenti a hegesztési folyamat során. Ennek számos oka lehet, mint például a túl nagy lézerteljesítmény, az elégtelen olvadékmedence-szabályozás, az elégtelen anyagtámasztás, a nem megfelelő fugák összeszerelése, a rossz hőkezelés, az anyagválasztási problémák, valamint a folyamatfelügyelet és -szabályozás hiánya.
A hegesztési varrat összeomlásának elkerülése érdekében:

optimalizálja a lézerparamétereket: csökkentse a lézerteljesítményt vagy az energiasűrűséget, hogy megakadályozza a környező anyagok túlzott megolvadását. Állítsa be a lézer teljesítményét, az impulzus időtartamát és a sugár alakját, hogy egyensúlyt érjen el a behatolás és a túlzott olvadás elkerülése között, amely összeomláshoz vezethet.
Megfelelő anyagtámasz: Biztosítson megfelelő anyagtámaszt hegesztés közben rögzítőelemek, befogók vagy bilincsek segítségével, hogy a helyén tartsa a munkadarabot és biztosítsa a stabilitást. Fontolja meg a tartórudak vagy hűtőbordák használatát a hő elvezetésére és az ízületek további alátámasztására.
biztosítsa a megfelelő ízületi összeszerelést: A kötés megfelelő összeszerelése segít megelőzni az összeomlást. A hegesztés előtt győződjön meg arról, hogy az illeszkedő felületek megfelelően elő vannak készítve és egy vonalban vannak. Növelje a hézag szilárdságát és stabilitását megfelelő hézagtervezési és él-előkészítési technikák alkalmazásával.
Hőbevitel kezelése: A hőbevitel szabályozása és a hőciklusok megfelelő kezelése. Optimalizálja a szkennelési vagy mozgási stratégiákat a hő egyenletes elosztása és a helyi túlmelegedés elkerülése érdekében. Alkalmazzon előmelegítési vagy szabályozott hűtési technikákat a termikus gradiensek minimalizálása és az összeomlás kockázatának csökkentése érdekében.
Anyagválasztás és kompatibilitás: Válassza ki a megfelelő anyagokat és a kölcsönösen kompatibilis hegesztési paramétereket. Vegye figyelembe az anyag tulajdonságait, például a hővezető képességet és az olvadáspontot, hogy biztosítsa a megfelelő hőátadást és megakadályozza a túlzott helyi olvadást.
A folyamat felügyelete és vezérlése: Valós idejű folyamatfigyelő és -vezérlő rendszert kell megvalósítani az összeomlás jeleinek vagy a kívánt hegesztési paraméterektől való eltérések észlelésére. Használjon visszacsatoló mechanizmusokat hegesztés közben a lézerparaméterek, a szkennelési sebesség vagy az anyagtámogatás beállításához. A konzisztens és stabil hegesztési feltételek elérése érdekében alkalmazzon olyan fejlett technológiákat, mint az adaptív vezérlőrendszerek vagy a zárt hurkú visszacsatolásvezérlés.
Gondoskodjon az olvadékmedence megfelelő szabályozásáról: Szabályozza az olvadékmedence méretét és alakját a lézerparaméterek és a pásztázási sebesség beállításával. Használjon megfelelő hegesztési technikákat, például kulcslyuk hegesztést vagy vezetési módú hegesztést, hogy biztosítsa a stabil és ellenőrzött hegesztőmedence kialakulását.

Összesít

A lézeres hegesztéshez természetesen más hibák is társulhatnak. A műszaki üzemeltetési problémákon kívül egyes hibák az anyag tulajdonságainak megváltozásához vezethetnek. Csak a lézeres hegesztés során előforduló hibák és a különböző hibák okainak helyes megértésével tudjuk célzottabban megoldani a kóros hegesztési problémát.
Az AccTek Laser széles választékával rendelkezik lézeres hegesztőgépek, beleértve a hordozható, tisztítási és hegesztési 3 az 1-ben lézeres hegesztőgépek, alkalmas fémlemezek és csövek hegesztésére. Ha speciális alkalmazásra keres gépet, AccTek Laser megfelelő alkatrészekkel is felszerelhető, hogy az ügyfél igényei szerint testreszabott megoldást valósítson meg.

Lézeres berendezések

Elérhetőség

Szerezzen lézeres megoldásokat