การวิเคราะห์กระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์บนโลหะผสมอลูมิเนียม

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์อลูมิเนียมอัลลอยด์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้ขยายขอบเขตการใช้งานของโลหะผสมอลูมิเนียม เทคโนโลยีนี้สามารถรวมข้อดีของสองแหล่งความร้อนในเวลาเดียวกันและในเวลาเดียวกันสามารถชดเชยข้อบกพร่องตามลำดับ ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ

1 ภาพรวมของอลูมิเนียมอัลลอยด์และการเชื่อม

โลหะผสมอลูมิเนียมและอลูมิเนียมมีคุณสมบัติที่ดีมากเช่นความแข็งแรงสูงโดยเฉพาะและความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่ง มีการใช้งานที่หลากหลายในหลายอุตสาหกรรมโดยเฉพาะในอุตสาหกรรมป้องกันและเครื่องจักร กระบวนการเชื่อมนั้นจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อดังนั้นด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการเชื่อมของโลหะผสมอลูมิเนียมก็มีมากขึ้นเรื่อย ๆ เช่นกัน ดังนั้นเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์จึงเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ภาพรวมของเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์: การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีการเชื่อมชนิดใหม่ แหล่งความร้อนเชื่อมเป็นเลเซอร์โดยตรงซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการสิ้นเปลืองพลังงานและปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อมได้อย่างมาก ในเวลาเดียวกันการเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้หุ่นยนต์หรือเครื่องมือเครื่องจักรซีเอ็นซีเป็นระบบการเคลื่อนไหวลดการมีส่วนร่วมของบุคลากรซึ่งสามารถลดของเสียแรงงานและปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อม นอกจากข้อดีของความสามารถในการทำซ้ำและความสะอาดไร้มลพิษแหล่งความร้อนเลเซอร์ยังสามารถมุ่งเน้นและส่งผ่านด้วยประสิทธิภาพที่ดี ดังนั้นพลังงานทั้งหมดสามารถรวบรวมได้ในจุดเดียวเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียความร้อนและของเสีย ดังนั้นการเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความเร็วในการเชื่อมและคุณภาพการเชื่อมได้ เนื่องจากลำแสงเลเซอร์เชื่อมถูกรับรู้โดยพัลส์หรือลำแสงเลเซอร์ต่อเนื่องเมื่อลำแสงเลเซอร์ฉายรังสีพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมโดยตรงความร้อนบนพื้นผิวโลหะสามารถแพร่กระจายอย่างรวดเร็วเป็นโลหะผสมอลูมิเนียม เพื่อสร้างรอยเชื่อมในเวลาเดียวกันก่อให้เกิดแรงปฏิกิริยาบนโลหะที่หลอมละลายและในที่สุดพื้นผิวโลหะผสมอลูมิเนียมหลอมเหลวจะถูกกดลงเพื่อสร้างรูเล็ก ๆ รูเล็ก ๆ นี้มีเอฟเฟกต์อันทรงพลังซึ่งสามารถดูดซับพลังงานที่เกิดขึ้นได้อย่างสมบูรณ์เมื่อลำแสงเลเซอร์ถูกฉายรังสีและสร้างไอน้ำอุณหภูมิสูงพร้อมกัน แรงดันไอน้ำและแรงตึงผิวของผนังก่อให้เกิดความสมดุลแบบไดนามิก

1. 1 กำลังเชื่อมเลเซอร์

การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีพลังบางอย่าง เฉพาะเมื่อกำลังเชื่อมถึงความสูงที่กำหนดเท่านั้นที่สามารถทำการเชื่อมได้อย่างเสถียรและต่อเนื่อง มิฉะนั้นการเชื่อมสามารถทำงานบนพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมซึ่งทำให้พื้นผิวโลหะผสมอลูมิเนียมที่จะละลายและการเชื่อมไม่สามารถดำเนินการประสบความสำเร็จ พลังของการเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถเข้าถึงความสูงของการเชื่อมพื้นผิวและด้านในของโลหะผสมอลูมิเนียมสูงกว่านั้นดังนั้นการเชื่อมด้วยเลเซอร์ของโลหะผสมอลูมิเนียมเกรดสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความเร็วและคุณภาพ

1. 2 ความเร็วในการเชื่อมด้วยเลเซอร์

เนื่องจากการเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังสูงความเร็วในการเชื่อมจึงเพิ่มขึ้นตามลำดับ การเพิ่มความเร็วในการเชื่อมสามารถลดความลึกการเจาะได้ ในทางตรงกันข้ามถ้าความเร็วช้าลงอลูมิเนียมอัลลอยด์จะถูกเชื่อมหรือผ่านการเชื่อม ดังนั้นการเลือกการเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถลดสัดส่วนความผิดพลาดในการเชื่อมและลดค่าใช้จ่ายในการเชื่อมได้อย่างมาก

1. 3 ข้อดีของการเชื่อมด้วยเลเซอร์

ปรับปรุงความหนาแน่นพลังงานปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมเพิ่มความแม่นยำและความหนาแน่นในการเชื่อมประสิทธิภาพการเชื่อมสูงและความเร็วต้นทุนการเชื่อมต่ำสามารถเชื่อมภายใต้เงื่อนไขพิเศษและมีผลกระทบเล็กน้อยในส่วนอื่น ๆ ของโลหะผสมอลูมิเนียมระหว่างการเชื่อม

2 การประยุกต์ใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ในด้านต่างๆ

2. 1 แอปพลิเคชันในท่อส่งน้ำมัน

ในท่อปิโตรเลียมการใช้ท่อโลหะผสมอลูมิเนียมสามารถเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อและทำให้ผนังท่อของท่อน้ำมันหนาขึ้นเพื่อให้ท่อสามารถขนส่งน้ำมันได้มากขึ้นในช่วงระยะเวลาหนึ่ง การขนส่งปิโตรเลียมมีความเสี่ยงสูงมาก หากน้ำมันรั่วก็จะทำให้สูญเสียทรัพย์สินที่คาดเดาไม่ได้การบาดเจ็บล้มตายและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและมลพิษทางน้ำใต้ดิน ดังนั้นความสนใจเป็นพิเศษจะต้องจ่ายให้กับการเชื่อมของท่ออลูมิเนียมเพื่อปรับปรุงคุณภาพของการเชื่อมการเชื่อมเลเซอร์สามารถมีบทบาทอย่างมากในเวลานี้ การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถควบคุมกระบวนการเชื่อมได้ สามารถทำการเชื่อมโดยไม่จำเป็นต้องเปิดร่อง เมื่อทำการเชื่อมแล้วคุณภาพของการเชื่อมจะสูงและเพียงพอ หลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการรั่วไหลของน้ำมันและความปลอดภัยของการขนส่งน้ำมันจะดีขึ้น

2. 2 แอปพลิเคชันในอุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเวลาและความเร็วที่เพิ่มขึ้นของคนมาตรฐาน&# 39 ของมันเป็นเรื่องปกติที่จะออกไปและใช้รถยนต์และผู้คนมีความต้องการสูงขึ้นและสูงขึ้นสำหรับคุณภาพของรถยนต์ ดังนั้นอุตสาหกรรมยานยนต์จึงมองหาวัสดุใหม่ ๆ และวิธีการทางเทคนิคเพื่อปรับปรุงคุณภาพของรถยนต์และเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์ สหรัฐอเมริกาเป็นประเทศแรกที่แนะนำเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์อลูมิเนียมอัลลอยด์ในอุตสาหกรรมยานยนต์ หลังจากการทดลองหลายครั้งรถยนต์ที่ทำจากโลหะผสมอลูมิเนียมที่เชื่อมด้วยเลเซอร์ถูกผลิตขึ้นโดยการเชื่อมด้วยเลเซอร์บาง ๆ ซึ่งไม่เพียง แต่ช่วยลดน้ำหนักของตัวถังรถยนต์ นอกจากนี้ยังลดขั้นตอนการผลิตรถยนต์ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและได้รับการต้อนรับและเป็นที่ชื่นชอบจากผู้ผลิตรถยนต์ส่วนใหญ่

2. 3 แอปพลิเคชันในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

ดังที่เราทราบกันดีว่าอุตสาหกรรมการบินและอวกาศต้องการวัสดุที่มีความแม่นยำและแม่นยำสูงในการผลิตยานอวกาศเช่นเครื่องบินและความต้องการน้ำหนักของเครื่องจักรก็มีความเข้มงวดเช่นกัน การใช้อลูมิเนียมเชื่อมด้วยเลเซอร์ในการผลิตเครื่องบินและเครื่องจักรอื่น ๆ สามารถสร้างลำตัวได้โดยปกติจะสามารถลดได้ประมาณ 20% และต้นทุนการผลิตลดลงอย่างมาก ตัวอย่างเช่นชิ้นส่วนของเครื่องบินซีรีย์ A 350 ที่ผลิตโดยผู้ผลิตชิ้นส่วนอาคารชุดจากเยอรมันโดยใช้เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์อลูมิเนียมอัลลอยด์ได้รับความสำเร็จอย่างมาก

3 ความยากลำบากของเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์อลูมิเนียมอัลลอย

3. 1 พื้นผิวอลูมิเนียมสะท้อนแสงเป็นเลเซอร์

เนื่องจากโลหะผสมอลูมิเนียมเป็นโลหะที่ไม่ใช่เหล็กจึงมีการสะท้อนแสงสูงถึงรังสีต่างๆ ในฐานะลำแสงที่เข้มกว่าแสงเลเซอร์มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการสะท้อนบนพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียม กล่าวอีกนัยหนึ่งอลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก มีการสะท้อนแสงสูงและมีการดูดกลืนแสงเล็กน้อยสำหรับเลเซอร์ นอกจากนี้โลหะมีค่าการนำความร้อนดังนั้นโลหะผสมอลูมิเนียมจึงมีค่าการนำความร้อนที่ดี มันเป็นเรื่องง่ายที่จะสะท้อนแสงเลเซอร์หรือถ่ายโอนความร้อนของแสงเลเซอร์อย่างรวดเร็วเมื่อเชื่อมด้วยเลเซอร์ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่ความล้มเหลวในการเชื่อมของโลหะผสมอลูมิเนียม . ดังนั้นเมื่อเชื่อมอลูมิเนียมด้วยเลเซอร์ต้องให้ความสนใจอย่างเข้มงวดเพื่อเพิ่มความหนาแน่นพลังงานของเลเซอร์อย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันการสะท้อนหรือการนำ พยายามเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความหนาแน่นสูงมากในเวลาที่รุนแรงเพื่อหลีกเลี่ยงการสะท้อนและปัญหาอื่น ๆ ที่เกิดขึ้น

3. 2 เตรียมพร้อมอย่างเต็มที่เมื่อเชื่อมอลูมิเนียมด้วยเลเซอร์

เนื่องจากโลหะผสมอลูมิเนียมทำงานและออกซิไดซ์ได้ง่ายจึงง่ายต่อการติดฝุ่นและความชื้นจำนวนมากบนพื้นผิว ดังนั้นหากไม่ได้เตรียมการอย่างเพียงพอในระหว่างกระบวนการเชื่อมสิ่งที่แนบกับพื้นผิวจะถูกทิ้งไว้อย่างง่ายดายด้วยการเชื่อมเลเซอร์อย่างรวดเร็วบนพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมซึ่งมีผลต่อคุณภาพของโลหะผสมอลูมิเนียมและผลกระทบของการเชื่อม ดังนั้นก่อนทำการเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์จำเป็นต้องทำความสะอาดพื้นผิวของอลูมิเนียมเพื่อขจัดน้ำมันและสิ่งที่คล้ายกับผิวหน้า ในเวลาเดียวกันเพื่อป้องกันภัยคุกคามความปลอดภัยเช่นการระเบิดที่เกิดจากการออกซิเดชั่นในระหว่างการเชื่อมนอกจากนี้ยังจำเป็นต้องทำความสะอาดฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวโลหะอย่างละเอียดและกำจัดฟิล์มออกไซด์ทั้งหมด

4 ข้อบกพร่องในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ของโลหะผสมอลูมิเนียม

แม้ว่าการเชื่อมด้วยเลเซอร์จะมีประสิทธิภาพสูงความเร็วสูงและสามารถลดค่าใช้จ่ายได้มาก แต่การเชื่อมด้วยเลเซอร์ก็มีข้อบกพร่องมากมาย หลังจากข้อบกพร่องเหล่านี้ทั้งหมดได้รับการชี้แจงและแก้ไขแล้วเทคโนโลยีการเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์เลเซอร์สามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น

4. 1 ข้อบกพร่องในช่องปาก

มันแนะนำข้างต้นที่รูขุมขนในระดับปานกลางสามารถรักษาสมดุลภายในและภายนอกของโลหะผสมอลูมิเนียม อย่างไรก็ตามฟองที่มากเกินไปจะมีข้อบกพร่องจำนวนมาก เป็นการยากที่จะหลีกเลี่ยงรูขุมขนจำนวนมาก เมื่อมีรูพรุนจำนวนมากรูขุมขนจะไม่เสถียรและเกิดความโกลาหลภายในโลหะผสมอลูมิเนียม มันเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้เกิดรอยแตกในส่วนเชื่อมดังนั้นการถอดช่องลมออกจะเป็นข้อบกพร่องที่สำคัญที่เทคโนโลยีการเชื่อมเลเซอร์อลูมิเนียมอัลลอยด์ต้องเจาะผ่าน

4. 2 ข้อบกพร่องรอยแตกร้อน

เมื่อใช้เทคโนโลยีเลเซอร์จำเป็นต้องเพิ่มอุณหภูมิและความหนาแน่นเพื่อให้บรรลุจุดประสงค์ของการเชื่อมที่รวดเร็ว นี่เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดรอยแตกพิเศษบนพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมซึ่งทำให้การเชื่อมล้มเหลว เพื่อที่จะจัดการกับรอยแตกที่เกิดจากความร้อนนักวิทยาศาสตร์ได้คิดหาวิธีแก้ปัญหาคือการใช้วัสดุอุดด้วยการเชื่อมด้วยเลเซอร์ แต่วิธีนี้นำไปสู่การสูญเสียทรัพยากรและต้นทุนแรงงานจำนวนมากได้อย่างง่ายดาย การใช้วิธีที่ง่ายกว่าในการจัดการกับการแตกร้าวด้วยความร้อนก็เป็นปัญหาสำคัญที่เทคโนโลยีกำลังจะแก้ไข

5 สรุป

ความเร็วในการเชื่อมเลเซอร์ของโลหะผสมอลูมิเนียมมีข้อดีหลายประการ มันถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการผลิตที่หลากหลายและยังปรับปรุงคุณภาพและความเร็วในการผลิตของตัวเครื่อง อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ยังมีข้อบกพร่องมากมายที่นำไปสู่ความล้มเหลวในการเชื่อม ด้วยความพยายามอย่างต่อเนื่องของนักวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีการเชื่อมจะกลายเป็นผู้ใหญ่มากขึ้นและใช้กันอย่างแพร่หลาย