1. ตัวอย่างการใช้งาน
1) คณะกรรมการประกบ
ในทศวรรษ 1960 บริษัท โตโยต้า มอเตอร์ ได้นำเทคโนโลยีช่องว่างแบบเชื่อมแบบสั่งตัดมาใช้เป็นครั้งแรก คือการเชื่อมแผ่นตั้งแต่ 2 แผ่นขึ้นไปเข้าด้วยกันโดยการเชื่อมแล้วประทับตรา แผ่นเหล่านี้อาจมีความหนา วัสดุ และคุณสมบัติที่แตกต่างกัน เนื่องจากข้อกำหนดที่สูงขึ้นเรื่อยๆ สำหรับสมรรถนะและฟังก์ชันต่างๆ ของรถยนต์ เช่น การประหยัดพลังงาน การปกป้องสิ่งแวดล้อม ความปลอดภัยในการขับขี่ ฯลฯ เทคโนโลยีการเชื่อมแบบช่างตัดเสื้อจึงได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ การเชื่อมแผ่นสามารถใช้การเชื่อมแบบจุด, การเชื่อมแบบแฟลชชน,การเชื่อมด้วยเลเซอร์,การเชื่อมอาร์กไฮโดรเจน เป็นต้น ในปัจจุบันการเชื่อมด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่จะใช้ในการวิจัยและการผลิตช่องว่างเชื่อมแบบสั่งตัดจากต่างประเทศ
โดยการเปรียบเทียบผลการทดสอบและการคำนวณผลลัพธ์เป็นข้อตกลงที่ดีตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองแหล่งความร้อน ความกว้างของรอยเชื่อมภายใต้พารามิเตอร์กระบวนการต่างๆ ได้รับการคำนวณและค่อยๆ ปรับให้เหมาะสม ในที่สุด อัตราส่วนพลังงานของลำแสงก็ถูกนำมาใช้ที่ 2:1 โดยคานคู่จะถูกจัดเรียงขนานกัน ลำแสงพลังงานขนาดใหญ่จะอยู่ที่กึ่งกลางของรอยเชื่อม และลำแสงพลังงานขนาดเล็กจะอยู่ที่แผ่นหนา สามารถลดความกว้างของการเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อลำแสงทั้งสองอยู่ห่างจากกัน 45 องศา เมื่อจัดเรียงแล้วลำแสงจะทำหน้าที่บนแผ่นหนาและแผ่นบางตามลำดับ เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงทำความร้อนที่มีประสิทธิภาพลดลง ความกว้างของการเชื่อมก็ลดลงเช่นกัน
2) เหล็กกล้าอลูมิเนียมโลหะที่ไม่เหมือนกัน
การศึกษาในปัจจุบันได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้: (1) เมื่ออัตราส่วนพลังงานของลำแสงเพิ่มขึ้น ความหนาของสารประกอบระหว่างโลหะในพื้นที่ตำแหน่งเดียวกันของส่วนต่อเชื่อม/อะลูมิเนียมอัลลอยด์จะค่อยๆ ลดลง และการกระจายตัวจะสม่ำเสมอมากขึ้น เมื่อ RS=2 ความหนาของชั้นอินเทอร์เฟซ IMC จะอยู่ระหว่าง 5-10 ไมครอน ความยาวสูงสุดของ IMC แบบ "คล้ายเข็ม" อิสระคือระหว่าง 23 ไมครอน เมื่อ RS=0.67 ความหนาของชั้น IMC ของอินเทอร์เฟซจะต่ำกว่า 5 ไมครอน และความยาวสูงสุดของ IMC ที่ "คล้ายเข็ม" อิสระคือ 5.6 ไมครอน ความหนาของสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกลดลงอย่างมาก
(2)เมื่อใช้เลเซอร์ลำแสงคู่ขนานในการเชื่อม IMC ที่อินเทอร์เฟซการเชื่อม/อะลูมิเนียมอัลลอยด์จะไม่สม่ำเสมอมากขึ้น ความหนาของชั้น IMC ที่ส่วนต่อเชื่อม/อะลูมิเนียมอัลลอยด์ใกล้กับส่วนต่อประสานเหล็ก/อะลูมิเนียมอัลลอยด์จะมีความหนามากกว่า โดยมีความหนาสูงสุด 23.7 ไมครอน - เมื่ออัตราส่วนพลังงานของลำแสงเพิ่มขึ้น เมื่อ RS=1.50 ความหนาของชั้น IMC ที่ส่วนต่อประสานของการเชื่อม/อะลูมิเนียมอัลลอยด์จะยังคงมากกว่าความหนาของสารประกอบระหว่างโลหะในพื้นที่เดียวกันของลำแสงคู่แบบอนุกรม
3. ข้อต่อรูปตัว T โลหะผสมอลูมิเนียมลิเธียม
เกี่ยวกับคุณสมบัติทางกลของข้อต่อเชื่อมด้วยเลเซอร์ของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 2A97 นักวิจัยได้ศึกษาความแข็งระดับไมโคร คุณสมบัติแรงดึง และความล้า ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า: โซนการเชื่อมของรอยเชื่อมด้วยเลเซอร์ของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 2A97-T3/T4 มีการอ่อนตัวลงอย่างรุนแรง ค่าสัมประสิทธิ์อยู่ที่ประมาณ 0.6 ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการละลายและความยากที่ตามมาในการตกตะกอนของระยะการเสริมกำลัง ค่าสัมประสิทธิ์ความแข็งแรงของข้อต่ออลูมิเนียมอัลลอยด์ 2A97-T4 ที่เชื่อมด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ IPGYLR-6000 สามารถเข้าถึง 0.8 แต่ความเป็นพลาสติกต่ำในขณะที่เส้นใย IPGYLS-4000การเชื่อมด้วยเลเซอร์ค่าสัมประสิทธิ์ความแข็งแรงของข้อต่ออลูมิเนียมอัลลอยด์ที่เชื่อมด้วยเลเซอร์ 2A97-T3 มีค่าประมาณ 0.6 ข้อบกพร่องของรูพรุนเป็นสาเหตุของรอยแตกเมื่อยล้าในข้อต่อเชื่อมด้วยเลเซอร์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ 2A97-T3
ในโหมดซิงโครนัส ตามสัณฐานวิทยาของคริสตัลที่แตกต่างกัน FZ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยผลึกเรียงเป็นแนวและผลึกที่มีจุดเท่ากัน ผลึกเรียงเป็นแนวมีการวางแนวการเติบโตของ EQZ แบบ epitaxis และทิศทางการเติบโตของพวกมันจะตั้งฉากกับเส้นฟิวชัน เนื่องจากพื้นผิวของเกรน EQZ เป็นอนุภาคนิวเคลียสสำเร็จรูป และการกระจายความร้อนในทิศทางนี้จะเร็วที่สุด ดังนั้นแกนผลึกศาสตร์ปฐมภูมิของเส้นฟิวชันแนวตั้งจึงขยายตัวเป็นพิเศษและด้านข้างถูกจำกัด เมื่อผลึกเรียงเป็นแนวยาวขึ้นจนถึงจุดศูนย์กลางของรอยเชื่อม สัณฐานวิทยาของโครงสร้างจะเปลี่ยนไปและเดนไดรต์เรียงเป็นแนวจะก่อตัวขึ้น ที่จุดศูนย์กลางของรอยเชื่อม อุณหภูมิของสระหลอมเหลวจะสูง อัตราการกระจายความร้อนจะเท่ากันในทุกทิศทาง และเมล็ดจะเติบโตในแนวแกนเท่ากันในทุกทิศทาง ก่อตัวเป็นเดนไดรต์ที่เท่ากัน เมื่อแกนผลึกปฐมภูมิของเดนไดรต์ที่มีจุดเท่ากันนั้นสัมผัสกับระนาบของชิ้นงานทดสอบพอดี จะสังเกตพบเมล็ดที่มีลักษณะคล้ายดอกไม้ที่ชัดเจนในเฟสทางโลหะวิทยา นอกจากนี้ ได้รับผลกระทบจากความเย็นยิ่งยวดของส่วนประกอบในพื้นที่ในโซนการเชื่อม แถบเนื้อละเอียดที่เท่ากันมักปรากฏในพื้นที่รอยต่อของข้อต่อรูปตัว T ในโหมดซิงโครนัส และสัณฐานวิทยาของเกรนในแถบเนื้อละเอียดที่เท่ากันจะแตกต่างจาก สัณฐานวิทยาของเมล็ดข้าวของ EQZ รูปลักษณ์เดียวกัน เนื่องจากกระบวนการให้ความร้อนของโหมดต่างกัน TSTB-LW แตกต่างจากโหมดซิงโครนัส TSTB-LW จึงมีความแตกต่างที่ชัดเจนในลักษณะมหภาคและสัณฐานวิทยาของโครงสร้างจุลภาค ข้อต่อรูปตัว T TSTB-LW โหมดต่างกันมีรอบความร้อนสองรอบ ซึ่งแสดงคุณลักษณะพูลหลอมเหลวสองเท่า ภายในรอยเชื่อมจะมีเส้นฟิวชั่นรองที่ชัดเจน และสระหลอมเหลวที่เกิดจากการเชื่อมด้วยการนำความร้อนมีขนาดเล็ก ในกระบวนการ TSTB-LW โหมดต่างกัน การเชื่อมแบบเจาะลึกจะได้รับผลกระทบจากกระบวนการให้ความร้อนของการเชื่อมแบบการนำความร้อน เดนไดรต์แบบเรียงเป็นแนวและเดนไดรต์ที่มีจุดเท่ากันใกล้กับเส้นฟิวชั่นทุติยภูมิมีขอบเขตของเกรนย่อยน้อยกว่าและเปลี่ยนเป็นผลึกแบบเรียงเป็นแนวหรือแบบเซลลูล่าร์ แสดงให้เห็นว่ากระบวนการให้ความร้อนของการเชื่อมด้วยการนำความร้อนมีผลกระทบต่อการบำบัดความร้อนบนรอยเชื่อมที่เจาะลึก และขนาดเกรนของเดนไดรต์ที่อยู่ตรงกลางของรอยเชื่อมนำความร้อนคือ 2-5 ไมครอน ซึ่งเล็กกว่าขนาดเกรนของเดนไดรต์ที่อยู่ตรงกลางของรอยเชื่อมเจาะลึก (5-10 ไมครอน) มาก เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับความร้อนสูงสุดของรอยเชื่อมทั้งสองด้านเป็นหลัก อุณหภูมิสัมพันธ์กับอัตราการทำความเย็นที่ตามมา
3) หลักการเชื่อมหุ้มด้วยผงเลเซอร์ลำแสงคู่
4)ความแข็งแรงของรอยประสานสูง
ในการทดลองการเชื่อมด้วยผงเลเซอร์แบบลำแสงคู่ เนื่องจากลำแสงเลเซอร์ทั้งสองถูกกระจายไปด้านข้างทั้งสองด้านของลวดสะพาน ช่วงของเลเซอร์และสารตั้งต้นจึงใหญ่กว่าการเชื่อมด้วยผงเลเซอร์แบบลำแสงเดี่ยว และข้อต่อที่บัดกรีที่ได้จะอยู่ในแนวตั้งกับเส้นลวดสะพาน ทิศทางของเส้นลวดค่อนข้างยาว รูปที่ 3.6 แสดงข้อต่อบัดกรีที่ได้จากการเชื่อมด้วยผงเลเซอร์แบบลำแสงเดี่ยวและลำแสงคู่ ในระหว่างกระบวนการเชื่อมไม่ว่าจะเป็นแบบคานคู่การเชื่อมด้วยเลเซอร์วิธีการหรือคานเดี่ยวการเชื่อมด้วยเลเซอร์โดยวิธีดังกล่าว จะมีการก่อตัวเป็นสระหลอมเหลวบนวัสดุฐานโดยการนำความร้อน ด้วยวิธีนี้ โลหะวัสดุฐานหลอมเหลวในสระหลอมเหลวสามารถสร้างพันธะทางโลหะวิทยากับผงโลหะผสมที่หลอมละลายได้เอง จึงทำให้เกิดการเชื่อมได้ เมื่อใช้เลเซอร์ลำแสงคู่ในการเชื่อม ปฏิกิริยาระหว่างลำแสงเลเซอร์กับวัสดุฐานคือปฏิกิริยาระหว่างพื้นที่การกระทำของลำแสงเลเซอร์ทั้งสอง นั่นคือ ปฏิกิริยาระหว่างสระหลอมเหลวทั้งสองที่เกิดขึ้นจากเลเซอร์บนวัสดุ . ด้วยวิธีนี้ทำให้เกิดฟิวชั่นใหม่ พื้นที่มีขนาดใหญ่กว่าคานเดี่ยวการเชื่อมด้วยเลเซอร์ดังนั้นข้อต่อบัดกรีที่ได้จากคานคู่การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีความแข็งแรงกว่าคานเดี่ยวการเชื่อมด้วยเลเซอร์.
2. ความสามารถในการบัดกรีและการทำซ้ำสูง
ในลำแสงเดี่ยวการเชื่อมด้วยเลเซอร์การทดลอง เนื่องจากจุดศูนย์กลางของจุดโฟกัสของเลเซอร์ทำหน้าที่โดยตรงบนลวดไมโครบริดจ์ สายสะพานจึงมีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์พารามิเตอร์กระบวนการ เช่น การกระจายความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์ที่ไม่สม่ำเสมอ และความหนาของผงโลหะผสมที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งจะทำให้ลวดขาดในระหว่างกระบวนการเชื่อมและยังทำให้ลวดบริดจ์ระเหยโดยตรงอีกด้วย ในวิธีการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบลำแสงคู่ เนื่องจากจุดโฟกัสที่อยู่ตรงกลางของลำแสงเลเซอร์ทั้งสองลำไม่ได้ทำหน้าที่โดยตรงบนสายไฟไมโครบริดจ์ ข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับพารามิเตอร์กระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ของสายไฟสะพานจะลดลง และความสามารถในการเชื่อมและ ความสามารถในการทำซ้ำได้รับการปรับปรุงอย่างมาก -
เวลาโพสต์: 17 ต.ค.-2023
