Mit dem Laserschweißen lässt sich eine bemerkenswerte Vielfalt von Materialien verbinden, aber welche sind wirklich hervorragend? Dieser Artikel geht auf die Besonderheiten ein und behandelt alles von gängigen Metallen wie Kohlenstoffstahl und Aluminium bis hin zu komplexeren Materialien wie Kunststoffen und Kupferlegierungen. Der Leser erfährt, welche besonderen Herausforderungen und Lösungen es für jedes Material gibt, und erhält so wichtige Erkenntnisse für die Auswahl der richtigen Materialien und Techniken für seine Laserschweißprojekte.
Beim Laserschweißen werden hochenergetische Laserpulse eingesetzt, um einen kleinen Bereich eines Materials lokal zu erhitzen. Die Energie der Laserstrahlung wird durch Wärmeübertragung in das Innere des Materials übertragen, wodurch das Material schmilzt und ein spezifisches Schmelzbad bildet, wodurch der Zweck des Schweißens erreicht wird.
Eine Laserschweißmaschine ist ein Gerät, das für die Lasermaterialbearbeitung verwendet wird. Je nach ihrer Funktionsweise kann sie in vier Typen eingeteilt werden: Laserformschweißmaschine, automatische Laser-SchweißmaschineLaser-Punktschweißmaschine und Laserschweißmaschine mit optischer Faserübertragung.
Die Laserschweißen Die Maschine kann zum Schweißen von S136, SKD-11, NAK80, 8407, 718, 738, H13, P20, W302, 2344 und anderen Modellen verwendet werden, und die Schweißwirkung ist gut.
Kohlenstoffstahl kann mit einer Laserschweißmaschine effektiv geschweißt werden, wobei die Qualität der Schweißung von der Anwesenheit von Verunreinigungen abhängt. Um eine gute Schweißqualität zu erreichen, ist eine Vorwärmung erforderlich, wenn die Kohlenstoffgehalt übersteigt 0,25%.
Beim Zusammenschweißen von Stählen mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt sollte der Schweißbrenner leicht in Richtung des kohlenstoffarmen Materials geneigt werden, um die Qualität der Verbindung zu gewährleisten.
Aufgrund der schnellen Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeit von Laserschweißmaschinen steigt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt die Anfälligkeit für Schweißrisse und Kerben nimmt ebenfalls zu.
Sowohl Stähle mit mittlerem und hohem Kohlenstoffgehalt als auch gewöhnliche legierte Stähle können mit dem Laser gut geschweißt werden, doch ist eine Vorwärmung und Nachbehandlung erforderlich, um Spannungen abzubauen und Risse zu vermeiden.
Generell, Schweißen von rostfreiem Stahl ist es einfacher, qualitativ hochwertige Verbindungen zu erzielen als mit herkömmlichen Schweißverfahren.
Die hohe Schweißgeschwindigkeit und die kleine Wärmeeinflusszone des Laserschweißens verringern das Risiko einer Überhitzung und die negativen Auswirkungen des großen linearen Ausdehnungskoeffizienten beim Schweißen von Edelstahl, was zu Schweißnähten führt, die frei von Fehlern wie Poren und Einschlüssen sind.
Im Vergleich zu Kohlenstoffstahl lassen sich mit nichtrostendem Stahl aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit, seiner hohen Energieabsorption und seines effizienten Schmelzens leichter tiefe, enge Einbrandschweißungen erzielen.
Das Schweißen von dünnen Blechen mit Lasern geringer Leistung kann zu optisch ansprechenden Verbindungen mit glatten, schönen Schweißnähten führen.
Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen können zu Problemen mit unvollständigem Schmelzen und Eindringen führen, so dass der Einsatz von energiekonzentrierten und leistungsstarken Wärmequellen und Vorwärmmaßnahmen erforderlich ist.
Wenn das Werkstück dünn ist oder eine geringe strukturelle Steifigkeit aufweist und keine Maßnahmen zur Vermeidung von Verformungen getroffen werden, können nach dem Schweißen große Verformungen auftreten. Außerdem, wenn die geschweißte Verbindung erheblichen starren Zwängen unterworfen ist, können Schweißspannungen entstehen.
Thermische Rissbildung ist auch ein häufiges Problem beim Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen.
Porosität ist ein häufiger Fehler in Kupfer und Kupfer Legierungsschweißen.
Laser Schweißtechnik kann auf fast alle Thermoplaste und thermoplastischen Elastomere aufgebracht werden, einschließlich gängiger Materialien wie PP, PS, PC, ABS, Polyamid, PMMA, Polyoxymethylen, PET und PBT.
Andere technische Kunststoffe wie Polyphenylensulfid (PPS) und Flüssigkristallpolymere lassen sich jedoch aufgrund ihrer geringen Laserdurchlässigkeit nicht direkt mit der Lasertechnik verschweißen.
Im Allgemeinen wird dem Grundmaterial Ruß zugesetzt, um seine Fähigkeit zur Energieabsorption zu erhöhen, so dass es die Anforderungen für das Laserdurchstrahlschweißen erfüllt.
Die wichtigste Herausforderung in Laserschweißen von Aluminium und seinen Legierungen ist ihr hohes Reflexionsvermögen für 10,8µm CO2 Laserstrahlen.
Aluminium ist ein hervorragender Wärme- und Stromleiter, und seine hohe Dichte an freien Elektronen macht es zu einem effektiven Reflektor für Licht.
Mit einem anfänglichen Oberflächenreflexionsgrad von mehr als 90%, Tiefschweißen muss mit weniger als 10% der Eingangsenergie beginnen und erfordert eine hohe Eingangsleistung, um die erforderliche Leistungsdichte zu Beginn des Schweißens zu gewährleisten. Dies führt zur Bildung von kleinen Löchern.
Mg-Legierungen haben eine um 36% geringere Dichte als Al, was sie als hochfeste Werkstoffe sehr attraktiv macht.
Um ihr Schweißpotenzial zu erkunden, wurden Tests mit gepulsten YAG-Lasern und kontinuierlichen CO2 Lasern durchgeführt wurden.
Für die Legierung AZ31B-H244 (3,27% Al, 0,79% Zn) mit einer Blechdicke von 1,8 mm wurden die besten Schweißbedingungen mit minimalen Fehlern bei einer durchschnittlichen Leistung von 0,8 kW, einer Pulsdauer von 5 ms, einer Frequenz von 120 Hz, einer Geschwindigkeit von 300 mm/s und einer Fokusgröße von 0,42 mm ermittelt.
Kontinuierliche CO2 Beim Laserschweißen wurde festgestellt, dass die Schweißnähte einen guten Einbrand aufweisen.
Beim Laserschweißen von niedrig legierten hochfesten Stählen ist die richtige Auswahl der Schweißparameter kann zu Verbindungen führen, deren mechanische Eigenschaften denen des Grundmetalls entsprechen.
HY-130 ist ein repräsentativer niedrig legierter hochfester Stahl, der nach Abschrecken und AnlassenDas Material zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Rissbeständigkeit aus.
Mit konventionellen SchweißverfahrenDas Gefüge der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone (WEZ) weist eine Mischung aus groben Körnern, einigen feinen Körnern und dem ursprünglichen Gefüge auf.
Die Zähigkeit und Rissbeständigkeit der Verbindung ist jedoch geringer als die des Grundwerkstoffs, und die Schweißnaht- und WEZ-Strukturen sind im geschweißten Zustand besonders anfällig für Kaltrisse.
Das Laserschweißen kann zum Verbinden einer breiten Palette von Materialien verwendet werden und sogar zum ungleiche Metalle schweißen.
Studien haben gezeigt, dass Laserschweißen zwischen verschiedenen ungleichen Metallkombinationen wie Kupfer-Nickel, Nickel-Titan, Kupfer-Titan, Titan-Molybdän, Messing-Kupfer und kohlenstoffarmem Stahl-Kupfer unter bestimmten Bedingungen möglich ist.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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