Дәстүрлі дәнекерлеу әдістерімен салыстырғанда,лазерлік дәнекерлеуайтарлықтай артықшылықтары бар – жылудың аз шығыны, жылдам дәнекерлеу жылдамдығы, жылу әсер ететін аймақтың аздығы,
Соңғы жылдары лазерлік дәнекерлеу автомобиль өнеркәсібінде, кеме жасау өнеркәсібінде, атом энергетикасында, аэроғарыш саласында кеңінен қолданылуда.
Авиация өнеркәсібі және басқа да жоғары технологиялық салалар күнделікті жабдықтауда кеңінен қолданылуда, және жабдықтардың толық жиынтығының құнының төмендеуімен
Өмірге қатысты басқа да қолданбалар тез өсе бастады. Бірақ сонымен бірге, бір лазерлік дәнекерлеудің де белгілі бір кемшіліктері бар,
Барған сайын әртүрлі қажеттіліктерді қанағаттандыра алмайды: біріншіден, дәнекерлеу құрастыру саңылауындағы бір лазерлік дәнекерлеу талаптары өте қатаң,
Әдетте саңылау < 0,2 мм болуы керек, әйтпесе жақсы байланысқа қол жеткізу қиын; Екіншіден,бір лазерлік дәнекерлеудәнекерлеу жарықтарына өте сезімтал
Дәнекерлеу сызаттарының пайда болуы өте оңай, және дәнекерлеу құрамын жарықтардың пайда болуын бақылау үшін реттеу мүмкін емес; үшіншіден, жеке
Лазерлік дәнекерлеу үлкен қалыңдықтағы пластиналарды дәнекерлеген кезде ультра жоғары қуатты лазерлерді қажет етеді, ал оның ену қабілеті толығымен лазердің қуатына байланысты.
Ал дәнекерлеу сапасына толық кепілдік беру мүмкін емес.
Әртүрлі салалардың даму қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін лазерлік дәнекерлеу әдістері де жетілдірілді және осы мақала сияқты тиісті әзірлемелер жасалды
Лазерлік сыммен толтыру дәнекерлеуі және басқа да дәнекерлеу әдістері сипатталған. Лазерлік сыммен толтыру дәнекерлеуі бір лазерлік дәнекерлеу негізінде жасалған,
Бір лазерлік дәнекерлеумен салыстырғанда, оның айқын артықшылықтары бар:
①Дайындаманың құрастыру талаптарын айтарлықтай азайтыңыз, себебі дәнекерлеу сымы дәнекерлеу процесіне қосылады, дәнекерлеу бассейнінің металы айтарлықтай артады және оны көпірмен байланыстыруға болады
Дәнекерлеуді толықтай жасай отырып, үлкенірек дәнекерлеу саңылауы бар тігіспен жалғаңыз;
Дәнекерлеу аймағының микроқұрылымдық қасиеттерін басқаруға болады, себебі дәнекерлеу сымының құрамы дәнекерлеу қосылысының негізгі материалының құрамынан өзгеше.
Сым дәнекерлеу бассейніне балқытылғаннан кейін, қатаю процесін және микроқұрылымның қалыптасуын басқару үшін дәнекерлеу бассейнінің сапасын, құрамын және пропорциясын реттеуге болады.
(3) Желілік энергия кірісі аз, жылу әсер ететін аймақ және жылу деформациясы аз, бұл дайындаманы қатаң деформация талаптарымен дәнекерлеуге өте қолайлы;
④қалың материалдарды кішірек лазерлік қуатпен дәнекерлеуге қол жеткізуге болады, себебі дәнекерлеу сымы дәнекерлеу процесіне қосылады, бірнеше дәнекерлеуге қол жеткізуге болады және
Дәнекерлеу бассейнінің металы айтарлықтай үлкейтіледі, сондықтан дәнекерлеу қосылысын ашып, дәнекерлеудің нақты өлшемін азайтуға болады.
Лазерлік дәнекерлеу қалыңдығын өлшейді, содан кейін қалың пластина материалын көп арналы лазерлік сыммен дәнекерлеуді жүзеге асырады.
Лазерлік сыммен дәнекерлеу мен лазерлік сыммен дәнекерлеудің айырмашылығы
Лазерлік сым толтырғышын дәнекерлеу түрі 1-суретте көрсетілген, ол 2-суретте көрсетілген лазерлік сым толтырғышын дәнекерлеуден өзгеше. Екі дәнекерлеу әдісінің де негізгі элементтері
Тұрақты, лазер сәулесінен, дәнекерлеу сымынан, дәнекерлеу бөлшектерінен және қорғаныс газынан тұратын, нақты қажеттіліктерге сәйкес қосу керек пе, жоқ па, соны шешу керек.
Ал негізгі жабдықтар - сым беру машинасы, дәнекерлеу машинасы, сым толтырғышты дәнекерлеуге арналған жұмсақ мылтық басы, дәнекерлеу басы, жоғары қуатты лазер.
1-сурет Лазерлік сымдарды балқыту арқылы дәнекерлеу
2-сурет Лазерлік сыммен дәнекерлеу
Екі дәнекерлеу әдісінің сыртқы түрінде ешқандай айырмашылық болмаса да, мәні жағынан айтарлықтай айырмашылық бар. Лазерлік сыммен дәнекерлеу кезінде,
Лазер әдетте жоғары қуатты талшықты лазерді пайдаланады, 3-суретте көрсетілгендей, лазерге тек дәнекерлеу сым ғана емес, сонымен қатар негізгі металды балқыту және
Лазерлік терең ену дәнекерлеуінің арнайы тесік әсері негізгі металда пайда болады, терең балқу бассейнін құрайды, ал дәнекерлеу сымының құрамы негізгі металдың металл құрамымен толығымен араласады.
Жаңа гибридті балқытылған бассейн пайда болды, ал гибридті балқытылған бассейннің элементтік құрамы, пропорциясы және сапасы дәнекерлеу сымының және негізгі материалдың құрамынан үлкенірек.
Сондықтан, дәнекерлеу тиімділігін арттыру үшін негізгі материалдың өзінің өнімділік ақауларына сәйкес дәнекерлеу процесіне тиісті дәнекерлеу сымын қосуға болады.
Көру деңгейінде, жарықтарға төзімділік, шаршауға төзімділік, коррозияға төзімділік, тозуға төзімділік және дәнекерлеудің басқа да аспектілері мақсатты түрде жақсартылған. Сонымен қатар
Сонымен қатар, лазерлік сыммен дәнекерлеу көп арналы қабаттасқан дәнекерлеу болуы мүмкін, себебі ол кішкентай тесік әсерімен терең ену дәнекерлеуіне қол жеткізе алады, оған қол жеткізуге болады
Дәнекерлеу моншағының төменгі екі қабатының толық бірігуі бірікпеудің елеулі ақауларын болдырмайды, сондықтан ол үлкен қалыңдықтағы қосылыстарды дәнекерлеу мүмкіндігіне ие.
Қашанлазерлік сымдәнекерлеу кезінде лазер әдетте 4-суретте көрсетілгендей жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерді пайдаланады
Дәнекерлеу сымында лазердің өте аз мөлшері ғана дәнекерленген жерге әсер етеді және дәнекерленген жердің бетіндегі аз мөлшерде металлды балқытады, ал балқытылған жер балқу арқылы дерлік еріп кетеді.
Дәнекерлеу сымы қалыптасқан, сондықтан дәнекерлеу өнімділігі негізінен дәнекерлеу сымының және балқытылған дәнекерлеу сымының элементтік құрамы мен пропорциясына байланысты.
Лазерлік сыммен дәнекерлеудің негізгі мақсаты - дәнекерлеу қосылысының белгілі бір беріктігіне қол жеткізу
Ал тығыздау және лазерлік сыммен дәнекерлеу көп арналы қабаттасқан дәнекерлеу бола алмайды, дәнекерлеудің жоғарғы және төменгі екі қабаты негізінен берік бола алмайды
Енді толық және тиімді түрде балқытылған қосылыстың механикалық қасиеттері өте нашар.
Лазерлік сыммен дәнекерлеудің қолданылу саласы
Лазерлік сым толтырғыш дәнекерлеу технологиясының дамуымен және лазерлік қуат шегінің артуымен, қолдану ауқымылазерлік сым толтырғышын дәнекерлеу
Негізінен келесі аспектілерде кеңірек және кеңірек:
Алюминий қорытпасын лазерлік сыммен дәнекерлеу
Жалпы, алюминий қорытпасының өзі лазерге жоғары шағылыстырушылыққа және жоғары жылу өткізгіштікке ие болғандықтан, алюминий қорытпасы лазермен дәнекерленеді.
Лазер қуаты жоғары болған кезде, бұл алюминий қорытпаларындағы (мысалы, Mg, Zn және т.б.) элементтердің қайнау температурасының төмендеуіне, булануға және жанудың айтарлықтай жоғалуына әкеледі,
Сонымен қатар, балқытылған бассейн металының төмен беттік керілуі дәнекерлеудің қатаю сипаттамаларына әсер етеді және бұл себептер алюминий қорытпаларын лазерлік дәнекерлеудің пайда болуына әкеледі.
Көптеген мәселелер – дәнекерлеу қосылыстарының нашар механикалық қасиеттері, дәнекерлеудің нашар қалыптасуы, кеуектілік пен жарықтардың ауырлығы. Оның орнына сымды толтыру үшін лазер қолданылады.
Алюминий қорытпасын дәнекерлеу бұл мәселелерді айтарлықтай жақсартады:
①Лазерлік сыммен дәнекерлеу дәнекерлеу бетінің депрессиясын жақсарта алады, дәнекерлеуді тиімді түрде жақсартадыТүрі, және дәнекерлеу процесінің шашырауы аз;
②Дәнекерлеу сымының қосылуы тек дәнекерлеудегі цилиндрлік кристалдардың кристалдық бағытына ғана емес, сонымен қатар дәнекерлеуді сұйылтуы мүмкін.Өзекті бағаналы кристалдың салыстырмалы өсуінен пайда болған кристалдық интерфейс дәнекерлеуді жақсартады, сонымен қатар материалдың лазерге сіңіру жылдамдығын арттырады.
Балқу енінің артуымен микроқаттылық аздап төмендейді, ал оңтайландырылған процесс параметрлері бойынша қосылыстың созылу беріктігі мен ұзаруы айтарлықтай болады.
Жақсарту; (3) Тиісті технологиялық параметрлермен дәнекерлеу айқын ішкі ақауларға, HV60 немесе одан да көп микроқаттылыққа және қосылыстың HAZ-ға әкелуі мүмкін емес.
Созылу сынағы кезінде аймақта дәнекерлеу қосылысының айқын жұмсаруы байқалмайды, ал сынық негізгі материал аймағында орналасқан.
Әртүрлі металдарды лазерлік сыммен дәнекерлеу
Кейбір күрделі жұмыс орталары үшін немесе шығындарды ескере отырып, көбінесе дайындаманың бірнеше аспектілерін бір уақытта пайдалану қажет.
коррозияға төзімділік, жоғары меншікті беріктік, ыстыққа төзімділік, тозуға төзімділік, жоғары өткізгіштік, жақсы жылу тарату және т.б. сияқты ерекше қасиеттер, бірақ басым көпшілігі
Металл материалдар бір уақытта бірқатар айқын арнайы қасиеттерге ие бола алмайды, ал арнайы қасиеттері бар металл материалдар көбінесе
Сирек және қымбат, көп мөлшерде қолдануға болмайды, сондықтан тиімді қосылысқа қол жеткізу үшін арнайы қасиеттері бар әртүрлі материалдарды жасай алсаңыз, онда
Пайдалану талаптарына сай болуы мүмкін. Әртүрлі металл материалдарының физикалық және химиялық қасиеттеріндегі айырмашылық әдетте үлкен, бұл дәнекерлеу процесінде сөзсіз
Пісіру қосылыстарының жұмысына үлкен әсер ететін интерметаллдық қосылыстардың түзілуі, сынғыш интерметаллдық қосылыстар дәнекерлеуді өте оңай етеді.
Әртүрлі металл қосылыстарын дәнекерлеу үшін бір лазерді тікелей пайдалану өте қиын, ал оның процесінің тұрақтылығын бақылау қиын.
Көшірудегі қиындықтар. Көптеген ғалымдар мен сарапшылар лазерлік сыммен дәнекерлеу әртүрлі металдарды дәнекерлеу үшін салыстырмалы түрде жақсы екенін анықтады және таңдау орынды.
Толтырғыш сымы белгілі бір дәрежеде интерметаллдық қосылыстардың пайда болуын тежей алады және дәнекерленген қосылыстардың механикасын айтарлықтай жақсарта алады.
Өнімділік:
①Лазерлік сыммен толтыру арқылы дәнекерленген Mg/Cu тізбекті қосылысты тиісті технологиялық параметрлер бойынша жақсы қалыптастыруға боладыБелгілі бір беріктігі бар әртүрлі металл қосылыстарының максималды ығысу беріктігі 164,2 МПа-ға жетуі мүмкін, бұл магний қорытпасынан жасалған негізгі металдың 64%-ын құрайды.
② Al/Ti тізе буыны мен түйіскен буынның дәнекерлеуі зерттелді, және нәтижелер тікбұрышты жарық нүктесі қолданылған кезде дәнекерлеу процесінің тұрақты және қалыптасқанын көрсетеді.Әдемі, технологиялық параметрлердің кең ауқымы, жоғары дәнекерлеу сапасы, оның максималды созылу беріктігі алюминий қорытпасынан алынған негізгі металдың 94%-ына жетеді;Дәнекерлеуді жақсарту.Мойынтіректермен жұмыс істейтін дайындамалар үшін, егер дәнекерлеу қираса, оның тиімді қалыңдығы азаяды, ал егер дәнекерлеу шаншылып кетсе, механикалық қасиеттері төмендейді.
Бұл дәнекерлеу жиегінде кернеудің шоғырлануына әкеледі және механикалық қасиеттер төмендейді. Сыртқы түріне қойылатын талаптары бар дайындама үшін, егер дәнекерлеу құлап кетсе
Жиектің қысылып қалуы немесе тістелуі көзге қатты әсер етуі мүмкін және бұл қолайсыз. Дәнекерлеуді толық ету үшін лазерлік сыммен дәнекерлеу
Бұл өте жақсы әдіс, себебі дәнекерлеу сымы балқытылған бассейнге балқытылған, ол балқытылған бассейннің көлемін тиімді түрде арттыра алады, содан кейін дәнекерлеудің толық екеніне көз жеткізеді.
Тістеу жиегінің ақауы.
Үлкен қосылыс саңылауы бар дайындама үшін (әдетте≥0,3 мм), бір лазерлік дәнекерлеу тиімді қосылымға қол жеткізу қиын және тек толтыруға болады
Қосымша материал дәнекерлеу саңылауын толтыра алады, сондықтан лазерлік сыммен дәнекерлеу өте тиімді шешім болып табылады.
Тар саңылаумен филе пісіру
Тар саңылаулы лазерлік сыммен толтыру арқылы дәнекерлеу тек дәнекерлеуді қосу арқылы ғана емес, сонымен қатар шағын және орташа қуатты лазерлерді қолдану арқылы орташа және қалың пластиналарды тиімді дәнекерлеуді жүзеге асыра алады.
Сым дәнекерлеу металының құрамы мен құрылымын өзгертуге, дәнекерленген қосылыстың жалпы өнімділігін жақсартуға, сонымен қатар бір лазерлік дәнекерлеу көлбеуін жақсартуға арналған
Ауыз қуысының саңылауының бейімделуі мен ақауларға төзімділігі, сондай-ақ дәнекерлеудің жылу әсер ететін аймағы тар, ал дәнекерленген қосылыстың кернеуі де аз, бұл керемет жұмыс істейді.
Сондықтан соңғы жылдары көптеген сарапшылар мен ғалымдар бұл мәселе бойынша тиісті зерттеулер жүргізді:
①Тар саңылаулы лазерлік сыммен толтыруды көп арналы қолдануДәнекерлеу әдісі 40 мм қалыңдықтағы Q345D теңіз болат пластинасын дәнекерледі, нәтижелері тиісті дәнекерлеу процесінің параметрлері жақсы пішінге ие бола алатынын көрсетеді,
Пісіру қосылысында кеуектілік жоқ, балқымау сияқты ақаулар жоқ, дәнекерлеу орталығының соққыға төзімділігі жақсы және дәнекерлеудің созылу беріктігі негізгі материалға қарағанда жоғары;
②Қалыңдығы 50 мм роторлы болат тар саңылаулы лазерлік сыммен толтырылған көп өтпелі дәнекерлеу арқылы дәнекерленді, және нәтижелер дәнекерлеу процесінің параметрлері сәйкес келетінін көрсетті.
Ол жақсы пішінделеді, бүйір қабырғасының бірікпеуі сияқты ақаулар жоқ, буынның соққыға төзімділігі төмендейді, бірақ оның созылу беріктігі аналыққа қарағанда жоғары
Ағаш;③20 мм қалыңдықтағы 5083 алюминий қорытпасынан жасалған тар саңылаулы лазерлік сыммен толтырылған дәнекерлеу зерттелді, ал нәтижелер дәнекерлеу процесінің тиісті параметрлерін көрсетеді.
Аз тесіктері бар және балқымау сияқты ақаулары жоқ дәнекерленген қосылыс алынуы мүмкін.
Қолдану жағдайлары, жабдықтар және процесс параметрлері бойынша ұсыныстар
1. Қолдану жағдайлары
Дәнекерлеуді жақсарту
Талаптар: 1 мм және 3 мм тот баспайтын болаттан дәнекерлеу, дәнекерлеу тігісінің кеуектілігі болмауы керек және қалыптау жақсы.
Жабдық: RFL-C4000 (талшық өзегінің диаметрі 200)μм), сым беру құрылғысы, дәнекерлеу басы.
5-кесте Ойық пішіні мен өлшемі бойынша ұсыныс
Нәтижелер: 5-суретте көрсетілгендей, қалыптау жақсы болды және дәнекерлеу кеуектілігі болмады.
5-сурет. Дәнекерлеуді қалыптастыру және көлденең қима морфологиясы
Тар саңылаулы лазерлік сыммен толтырылатын көп өтпелі дәнекерлеу
Талаптар: Қалыңдығы 18 мм Q345 теңіз болат пластинасы дәнекерленген, дәнекерлеу тесіктері аз, балқымайды, қосылыс созылады
Беріктігі негізгі материалға қарағанда жоғары, ал дәнекерлеу жақсырақ.
Жабдық: RFL-C6000 (талшық өзегінің диаметрі 400)μм), сым беру құрылғысы, дәнекерлеу басы.
Процесс параметрлері: дәнекерлеу өткелі қиғаш болуы керек, қиғаштың өлшемі 6-суретте көрсетілген, ал дәнекерлеу процесінің басқа параметрлері 2-кестеде көрсетілген.
6-сурет Ойық өлшемі
Нәтижелер: Қалыптау жақсы болды, балқымау болған жоқ, ал дәнекерлеуде 7-суретте көрсетілгендей, кеуектілік болған жоқ, және созылу сынағы жүргізілді.
Дәнекерлеу жігінің негізгі материалда үзілетіні дәлелденді, бұл қосылыстың созылу беріктігінің негізгі материалға қарағанда жоғары екенін көрсетеді.
7-СУРЕТ. Пісіру көлденең қимасының металлографиялық диаграммасы
2. Жабдық және процесс параметрлерін ұсыну
Дәнекерлеуді қалыптау және сапасын жақсарту
Жалпы материалдардың түйіскен жерін лазерлік сыммен дәнекерлеу үшін, дәнекерлеудің түзілуін жақсарту үшін, әдетте, лазер мен талшықты өзектің диаметрін ескеру ұсынылады,
Дәнекерлеу басы фокустау нүктесінің диаметрі 0,4 мм мен 0,6 мм аралығында болуын қамтамасыз ету үшін конфигурациялануы керек, ал дәнекерлеу сымы тиісті маркамен таңдалуы керек.
Басқа дәнекерлеу параметрлері 2 және 3 кестелерде көрсетілген.
Тар саңылаулы лазерлік сыммен толтырылатын көп өтпелі дәнекерлеу
Орташа қалыңдықтағы пластинаны тар саңылаулы лазерлік сыммен толтыратын көп өтпелі дәнекерлеу үшін, әдетте, фокустау нүктесінің диаметрі 0,6 мм ~ 1,0 мм болуы ұсынылады, және
Дәнекерлеу сымы тиісті сортты таңдауы керек, сонымен қатар, қосылыс ойығының өлшемі ақылға қонымды болуы керек, ойықтың өлшемі тым үлкен болмауы керек,
Әйтпесе, дәнекерлеу ішінде балқымауды тудыру оңай, және жалпы ұсынылған ойық өлшемі 5-кестеде көрсетілген; моншақ саны қосылыстың максималды ұзындығына негізделуі керек.
Қалыңдығын анықтау үшін бірінші төменгі дәнекерлеуді әрбір тереңдіктен кейін жабдықтың максималды дәнекерлеу қуатын пайдалану ұсынылады
Әдетте 3 мм ~ 5 мм; Әрбір моншақ үшін қолданылатын дәнекерлеу процесінің параметрлеріне келетін болсақ, оның қажетті дәнекерлеу тереңдігіне және қашан қолданылатынына сүйену қажет
Алдыңғы дәнекерлеу өткелінің ені анықталады. Дәнекерлеу өткелінің ені үлкенірек болған кезде, бүйір қабырғаның бекітілмеуі үшін дефокустау мөлшерін орташа түрде арттыру керек.
Жарияланған уақыты: 03.04.2025
