1. Ejemplos de aplicación
1) Placa de empalme
En la década de 1960, Toyota Motor Company adoptó por primera vez la tecnología de chapa soldada a medida. Consiste en unir dos o más chapas mediante soldadura y luego estamparlas. Estas chapas pueden tener diferentes espesores, materiales y propiedades. Debido a los requisitos cada vez más exigentes para el rendimiento y las funciones de los automóviles, como el ahorro de energía, la protección del medio ambiente, la seguridad en la conducción, etc., la tecnología de soldadura a medida ha atraído cada vez más atención. La soldadura de chapa puede utilizar soldadura por puntos, soldadura a tope por chispa,soldadura láser, soldadura por arco de hidrógeno, etc. En la actualidad,soldadura láserSe utiliza principalmente en la investigación y producción en el extranjero de piezas en bruto soldadas a medida.
Al comparar los resultados de la prueba y el cálculo, se observa una buena concordancia, lo que verifica la exactitud del modelo de fuente de calor. Se calculó y optimizó gradualmente el ancho de la soldadura bajo diferentes parámetros de proceso. Finalmente, se adoptó una relación de energía del haz de 2:1, se dispusieron los haces dobles en paralelo, el haz de mayor energía se ubicó en el centro de la soldadura y el haz de menor energía en la placa gruesa. Esto permite reducir eficazmente el ancho de la soldadura. Cuando los dos haces están separados por 45 grados, actúan sobre la placa gruesa y la placa delgada, respectivamente. Debido a la reducción del diámetro efectivo del haz de calentamiento, el ancho de la soldadura también disminuye.
2) Aluminio, acero, metales diferentes
El presente estudio llega a las siguientes conclusiones: (1) A medida que aumenta la relación de energía del haz, el espesor del compuesto intermetálico en la misma área de posición de la interfaz soldadura/aleación de aluminio disminuye gradualmente, y la distribución se vuelve más regular. Cuando RS=2, el espesor de la capa de IMC de la interfaz está entre 5-10 micras. La longitud máxima de IMC libre "en forma de aguja" está entre 23 micras. Cuando RS=0,67, el espesor de la capa de IMC de la interfaz es inferior a 5 micras, y la longitud máxima de IMC libre "en forma de aguja" es de 5,6 micras. El espesor del compuesto intermetálico se reduce significativamente.
(2)Cuando se utiliza un láser de doble haz paralelo para la soldadura, el compuesto intermetálico (IMC) en la interfaz soldadura/aleación de aluminio es más irregular. El espesor de la capa de IMC en la interfaz soldadura/aleación de aluminio cerca de la interfaz de unión acero/aleación de aluminio es mayor, con un espesor máximo de 23,7 micras. A medida que aumenta la relación de energía del haz, cuando RS=1,50, el espesor de la capa de IMC en la interfaz soldadura/aleación de aluminio sigue siendo mayor que el espesor del compuesto intermetálico en la misma área del doble haz en serie.
3. Junta en forma de T de aleación de aluminio-litio
En cuanto a las propiedades mecánicas de las uniones soldadas por láser de la aleación de aluminio 2A97, los investigadores estudiaron la microdureza, las propiedades de tracción y las propiedades de fatiga. Los resultados de las pruebas muestran que: la zona de soldadura de la unión soldada por láser de la aleación de aluminio 2A97-T3/T4 se ablanda severamente. El coeficiente es de alrededor de 0,6, lo que está relacionado principalmente con la disolución y la posterior dificultad en la precipitación de la fase de refuerzo; el coeficiente de resistencia de la unión de aleación de aluminio 2A97-T4 soldada con el láser de fibra IPGYLR-6000 puede alcanzar 0,8, pero la plasticidad es baja, mientras que la fibra IPGYLS-4000soldadura láserEl coeficiente de resistencia de las uniones soldadas con láser de aleación de aluminio 2A97-T3 es de aproximadamente 0,6; los defectos de porosidad son el origen de las grietas por fatiga en las uniones soldadas con láser de aleación de aluminio 2A97-T3.
En el modo síncrono, según las diferentes morfologías cristalinas, la zona de fusión (FZ) se compone principalmente de cristales columnares y equiaxiales. Los cristales columnares presentan una orientación de crecimiento epitaxial EQZ, y sus direcciones de crecimiento son perpendiculares a la línea de fusión. Esto se debe a que la superficie del grano EQZ es una partícula de nucleación preexistente, y la disipación de calor en esta dirección es la más rápida. Por lo tanto, el eje cristalográfico primario de la línea de fusión vertical crece preferentemente y los lados se ven restringidos. A medida que los cristales columnares crecen hacia el centro de la soldadura, la morfología estructural cambia y se forman dendritas columnares. En el centro de la soldadura, la temperatura del baño de fusión es alta, la tasa de disipación de calor es la misma en todas las direcciones, y los granos crecen equiaxialmente en todas las direcciones, formando dendritas equiaxiales. Cuando el eje cristalográfico primario de las dendritas equiaxiales es exactamente tangente al plano de la muestra, se pueden observar granos con forma de flor en la fase metalográfica. Además, debido al subenfriamiento de los componentes locales en la zona de soldadura, suelen aparecer bandas equiaxiales de grano fino en el área de la costura soldada de la junta en forma de T en modo síncrono, y la morfología del grano en la banda equiaxial de grano fino es diferente de la morfología del grano de EQZ. Misma apariencia. Debido a que el proceso de calentamiento del modo heterogéneo TSTB-LW es diferente al del modo síncrono TSTB-LW, hay diferencias obvias en la macromorfología y la morfología de la microestructura. La junta en forma de T del modo heterogéneo TSTB-LW ha experimentado dos ciclos térmicos, mostrando características de doble baño de fusión. Hay una línea de fusión secundaria obvia dentro de la soldadura, y el baño de fusión formado por la soldadura por conducción térmica es pequeño. En el proceso del modo heterogéneo TSTB-LW, la soldadura de penetración profunda se ve afectada por el proceso de calentamiento de la soldadura por conducción térmica. Las dendritas columnares y equiaxiales cerca de la línea de fusión secundaria tienen menos límites de subgrano y se transforman en cristales columnares o celulares, lo que indica que el proceso de calentamiento de la soldadura de conductividad térmica tiene un efecto de tratamiento térmico en las soldaduras de penetración profunda. Y el tamaño de grano de las dendritas en el centro de la soldadura de conductividad térmica es de 2-5 micras, que es mucho menor que el tamaño de grano de las dendritas en el centro de la soldadura de penetración profunda (5-10 micras). Esto está relacionado principalmente con el calentamiento máximo de las soldaduras en ambos lados. La temperatura está relacionada con la velocidad de enfriamiento posterior.
3) Principio de la soldadura por revestimiento de polvo láser de doble haz
4)Alta resistencia de la unión soldada
En el experimento de soldadura por deposición de polvo láser de doble haz, dado que los dos haces láser se distribuyen uno al lado del otro a ambos lados del alambre puente, el alcance del láser y del sustrato es mayor que el de la soldadura por deposición de polvo láser de haz único, y las uniones de soldadura resultantes son verticales al alambre puente. La dirección del alambre es relativamente alargada. La Figura 3.6 muestra las uniones de soldadura obtenidas mediante soldadura por deposición de polvo láser de haz único y de doble haz. Durante el proceso de soldadura, ya sea de doble hazsoldadura lásermétodo o haz únicosoldadura láserEn este método, se forma un cierto baño de fusión sobre el material base mediante conducción de calor. De esta manera, el metal fundido del material base en el baño de fusión puede formar un enlace metalúrgico con el polvo de aleación autofundente fundido, logrando así la soldadura. Cuando se utiliza un láser de doble haz para soldar, la interacción entre el haz láser y el material base es la interacción entre las áreas de acción de los dos haces láser, es decir, la interacción entre los dos baños de fusión formados por el láser sobre el material. De esta manera, el área de fusión resultante es mayor que la de un solo haz.soldadura láser, por lo que las uniones de soldadura obtenidas mediante doble hazsoldadura láserson más fuertes que las vigas simplessoldadura láser.
2. Alta soldabilidad y repetibilidad.
En el haz únicosoldadura láserEn el experimento, dado que el centro del punto focal del láser actúa directamente sobre el alambre del micropuente, este último tiene requisitos muy elevados para lasoldadura láserLos parámetros del proceso, como la distribución desigual de la densidad de energía del láser y el espesor desigual del polvo de aleación, pueden provocar la rotura del alambre durante el proceso de soldadura e incluso la vaporización directa del alambre puente. En el método de soldadura láser de doble haz, dado que los centros de los puntos focales de los dos haces láser no actúan directamente sobre los microalambres puente, se reducen los estrictos requisitos para los parámetros del proceso de soldadura láser de los alambres puente, y la soldabilidad y la repetibilidad mejoran considerablemente.
Fecha de publicación: 17 de octubre de 2023
