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.
Tartalomjegyzék
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.
Elérhetőség
- [email protected]
- [email protected]
- +86-19963414011
- No. 3 A zóna, Lunzhen ipari zóna, Yucheng város, Shandong tartomány.
Szerezzen lézeres megoldásokat