1. Ví dụ ứng dụng
1) Bảng nối
Vào những năm 1960, Công ty ô tô Toyota lần đầu tiên áp dụng công nghệ phôi hàn được thiết kế riêng. Đó là việc kết nối hai hoặc nhiều tấm lại với nhau bằng cách hàn rồi đóng dấu. Những tấm này có thể có độ dày, vật liệu và tính chất khác nhau. Do yêu cầu ngày càng cao về hiệu suất và chức năng của ô tô như tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, an toàn khi lái xe, v.v., công nghệ hàn thiết kế riêng ngày càng thu hút được nhiều sự chú ý. Hàn tấm có thể sử dụng hàn điểm, hàn đối đầu chớp nhoáng,hàn laser, hàn hồ quang hydro, v.v. Hiện nay,hàn laserchủ yếu được sử dụng trong nghiên cứu và sản xuất phôi hàn theo yêu cầu của nước ngoài.
Qua so sánh kết quả thử nghiệm và tính toán cho thấy kết quả có sự phù hợp tốt, kiểm chứng tính đúng đắn của mô hình nguồn nhiệt. Chiều rộng của đường hàn theo các thông số quy trình khác nhau đã được tính toán và tối ưu hóa dần dần. Cuối cùng, tỷ lệ năng lượng chùm tia 2:1 được áp dụng, các chùm tia kép được bố trí song song, chùm năng lượng lớn nằm ở trung tâm của đường hàn và chùm năng lượng nhỏ nằm ở tấm dày. Nó có thể làm giảm chiều rộng mối hàn một cách hiệu quả. Khi hai dầm cách nhau 45 độ. Khi bố trí, chùm tia tác dụng lên tấm dày và tấm mỏng tương ứng. Do đường kính chùm tia gia nhiệt hiệu quả giảm nên chiều rộng mối hàn cũng giảm.
2) Thép nhôm kim loại khác nhau
Nghiên cứu hiện tại rút ra kết luận sau: (1) Khi tỷ lệ năng lượng chùm tia tăng lên, độ dày của hợp chất liên kim loại trong cùng một khu vực vị trí của giao diện mối hàn/hợp kim nhôm giảm dần và sự phân bố trở nên đều đặn hơn. Khi RS=2, độ dày của lớp IMC giao diện nằm trong khoảng 5-10 micron. Chiều dài tối đa của IMC “giống như kim” tự do là từ 23 micron. Khi RS = 0,67, độ dày của lớp IMC giao diện dưới 5 micron và chiều dài tối đa của IMC “giống như kim” tự do là 5,6 micron. Độ dày của hợp chất liên kim loại giảm đáng kể.
(2)Khi sử dụng tia laser hai chùm tia song song để hàn, IMC ở bề mặt mối hàn/hợp kim nhôm sẽ không đều hơn. Độ dày lớp IMC ở giao diện mối hàn/hợp kim nhôm gần giao diện mối nối thép/hợp kim nhôm dày hơn, với độ dày tối đa là 23,7 micron. . Khi tỷ lệ năng lượng chùm tia tăng lên, khi RS = 1,50, độ dày của lớp IMC ở bề mặt mối hàn/hợp kim nhôm vẫn lớn hơn độ dày của hợp chất liên kim loại trong cùng khu vực của chùm tia kép nối tiếp.
3. Khớp chữ T hợp kim nhôm-lithium
Về tính chất cơ học của mối hàn laser của hợp kim nhôm 2A97, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu độ cứng vi mô, đặc tính kéo và đặc tính mỏi. Kết quả thử nghiệm cho thấy: vùng hàn của mối hàn laser của hợp kim nhôm 2A97-T3/T4 bị mềm đi nghiêm trọng. Hệ số này khoảng 0,6, chủ yếu liên quan đến sự hòa tan và khó khăn tiếp theo trong việc kết tủa giai đoạn tăng cường; hệ số cường độ của mối nối hợp kim nhôm 2A97-T4 được hàn bằng laser sợi IPGYLR-6000 có thể đạt 0,8, nhưng độ dẻo thấp, trong khi sợi IPGYLS-4000hàn laserHệ số cường độ của các mối nối hợp kim nhôm 2A97-T3 hàn laser khoảng 0,6; các khuyết tật lỗ rỗng là nguồn gốc của các vết nứt mỏi trong các mối hàn laser hợp kim nhôm 2A97-T3.
Ở chế độ đồng bộ, theo các hình thái tinh thể khác nhau, FZ chủ yếu bao gồm các tinh thể cột và tinh thể cân bằng. Các tinh thể cột có hướng phát triển EQZ epiticular và hướng phát triển của chúng vuông góc với đường nhiệt hạch. Điều này là do bề mặt của hạt EQZ là hạt tạo mầm sẵn và khả năng tản nhiệt theo hướng này là nhanh nhất. Do đó, trục tinh thể chính của đường nhiệt hạch thẳng đứng phát triển tốt hơn và các cạnh bị hạn chế. Khi các tinh thể dạng cột phát triển về phía trung tâm của mối hàn, hình thái cấu trúc thay đổi và các sợi nhánh dạng cột được hình thành. Ở trung tâm của mối hàn, nhiệt độ của bể nóng chảy cao, tốc độ tản nhiệt như nhau theo mọi hướng và các hạt phát triển đồng đều theo mọi hướng, tạo thành các sợi nhánh đẳng trục. Khi trục tinh thể sơ cấp của các sợi nhánh đẳng trục tiếp xúc chính xác với mặt phẳng mẫu vật, có thể quan sát thấy các hạt giống hoa rõ ràng trong pha kim loại. Ngoài ra, bị ảnh hưởng bởi quá trình làm nguội cục bộ của các bộ phận cục bộ trong vùng hàn, các dải hạt mịn đẳng trục thường xuất hiện ở khu vực đường hàn của mối nối hình chữ T ở chế độ đồng bộ và hình thái hạt trong dải hạt mịn đẳng trục khác với hình thái hạt của EQZ. Ngoại hình giống nhau. Bởi vì quá trình gia nhiệt của chế độ không đồng nhất TSTB-LW khác với quá trình gia nhiệt của chế độ đồng bộ TSTB-LW, nên có sự khác biệt rõ ràng về hình thái vĩ mô và hình thái cấu trúc vi mô. Mối nối hình chữ T TSTB-LW ở chế độ không đồng nhất đã trải qua hai chu kỳ nhiệt, cho thấy đặc điểm của bể nóng chảy kép. Có một đường hợp nhất thứ cấp rõ ràng bên trong mối hàn và bể nóng chảy được hình thành do hàn dẫn nhiệt nhỏ. Trong quy trình TSTB-LW chế độ không đồng nhất, mối hàn xuyên sâu bị ảnh hưởng bởi quá trình gia nhiệt của hàn dẫn nhiệt. Các sợi nhánh và các sợi nhánh cân bằng nằm gần đường nhiệt hạch thứ cấp có ít ranh giới hạt phụ hơn và biến thành tinh thể dạng cột hoặc dạng tế bào, cho thấy quá trình gia nhiệt của hàn dẫn nhiệt có tác dụng xử lý nhiệt đối với các mối hàn xuyên sâu. Và kích thước hạt của đuôi gai ở trung tâm mối hàn dẫn nhiệt là 2-5 micron, nhỏ hơn nhiều so với kích thước hạt của đuôi gai ở trung tâm mối hàn xuyên sâu (5-10 micron). Điều này chủ yếu liên quan đến việc làm nóng tối đa các mối hàn ở cả hai bên. Nhiệt độ có liên quan đến tốc độ làm mát tiếp theo.
3) Nguyên lý hàn phủ bột laser chùm tia kép
4)Độ bền mối hàn cao
Trong thí nghiệm hàn lắng đọng bột laser hai chùm tia, do hai chùm tia laser được phân bố cạnh nhau trên cả hai mặt của dây cầu nên phạm vi của tia laser và chất nền lớn hơn so với hàn lắng đọng bột laser một chùm tia, và các mối hàn thu được sẽ thẳng đứng với dây cầu. Hướng dây tương đối dài. Hình 3.6 cho thấy các mối hàn thu được bằng phương pháp hàn lắng đọng bột laser chùm tia đơn và chùm tia kép. Trong quá trình hàn, dù là dầm đôihàn laserphương pháp hoặc một chùm tiahàn laserphương pháp, một bể nóng chảy nhất định được hình thành trên vật liệu cơ bản thông qua sự dẫn nhiệt. Bằng cách này, kim loại vật liệu cơ bản nóng chảy trong bể nóng chảy có thể hình thành liên kết luyện kim với bột hợp kim tự chảy nóng chảy, nhờ đó đạt được khả năng hàn. Khi sử dụng tia laser kép để hàn, sự tương tác giữa chùm tia laser và vật liệu cơ bản là sự tương tác giữa các vùng hoạt động của hai chùm tia laser, nghĩa là sự tương tác giữa hai vũng nóng chảy được hình thành bởi tia laser trên vật liệu. . Bằng cách này, kết quả hợp nhất mới có diện tích lớn hơn diện tích của chùm tia đơnhàn laser, do đó mối hàn thu được bằng phương pháp dầm đôihàn lasermạnh hơn chùm tia đơnhàn laser.
2. Độ hàn và độ lặp lại cao
Trong chùm tia đơnhàn laserThí nghiệm, do tâm điểm tập trung của tia laser tác động trực tiếp lên dây cầu vi mô nên dây cầu có yêu cầu rất cao đối vớihàn lasercác thông số quy trình, chẳng hạn như phân bố mật độ năng lượng laser không đồng đều và độ dày bột hợp kim không đồng đều. Điều này sẽ dẫn đến đứt dây trong quá trình hàn, thậm chí trực tiếp khiến dây cầu bốc hơi. Trong phương pháp hàn laser hai chùm tia, do tâm điểm tập trung của hai chùm tia laser không tác động trực tiếp lên dây cầu vi mô nên các yêu cầu nghiêm ngặt đối với các thông số quy trình hàn laser của dây cầu bị giảm, đồng thời khả năng hàn và độ lặp lại được cải thiện rất nhiều. .
Thời gian đăng: Oct-17-2023
