Εγκυκλοπαίδεια Γνώσεων Συγκολλήσεων: Μια Σύντομη Συζήτηση για την Ταξινόμηση
και Διαδικασίες Συγκόλλησης με Λέιζερ
Στη βιομηχανική παραγωγή, η συγκόλληση με λέιζερ εφαρμόζεται εδώ και πολύ καιρό στους τομείς της αεροδιαστημικής,συγκόλληση υψηλής ακρίβειαςκαι συγκόλληση ειδικών υλικών. Με την ανάπτυξη της βιομηχανίας και την πρόοδο της τεχνολογίας, η συγκόλληση με λέιζερ χρησιμοποιείται πλέον ολοένα και περισσότερο στη συγκόλληση συνηθισμένων υλικών. Σήμερα, θα συζητήσουμε την ταξινόμηση της συγκόλλησης με λέιζερ. Η συγκόλληση με λέιζερ είναι μια αποτελεσματική και ακριβής μέθοδος συγκόλλησης που χρησιμοποιεί μια δέσμη λέιζερ υψηλής ενεργειακής πυκνότητας ως πηγή θερμότητας για τη σύντηξη υλικών. Έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως γρήγορη ταχύτητα συγκόλλησης, μικρή παραμόρφωση, χαμηλές απαιτήσεις για το περιβάλλον συγκόλλησης, υψηλή πυκνότητα ισχύος, καμία επιρροή από μαγνητικά πεδία, κανένας περιορισμός σε αγώγιμα υλικά, καμία ανάγκη για συνθήκες εργασίας κενού και καμία παραγωγή ακτίνων Χ κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης.
Η συγκόλληση με λέιζερ μπορεί να ταξινομηθεί από διαφορετικές οπτικές γωνίες:
- Ταξινόμηση ανά λειτουργία ενέργειας εξόδου λέιζερ:
- Συνεχής συγκόλληση με λέιζερ: Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης σχηματίζεται ένα συνεχές και αδιάλειπτο σχήμα συγκόλλησης.
- Συγκόλληση με παλμικό λέιζερΔεδομένου ότι η εισερχόμενη ενέργεια στην επιφάνεια του συγκολλημένου εξαρτήματος είναι διακοπτόμενη, κάθε κηλίδα παλμικού φωτός επενεργεί στην επιφάνεια του συγκολλημένου τεμαχίου εργασίας για να σχηματίσει μια κυκλική κηλίδα συγκόλλησης. Διαφορετικά σχήματα συγκόλλησης μπορούν να ληφθούν σύμφωνα με διαφορετικές παραμέτρους λέιζερ.
- Ταξινόμηση με βάση την πυκνότητα ισχύος της εστιασμένης κηλίδας λέιζερ:
- Συγκόλληση με θερμική αγωγιμότητα με λέιζερ: Η πυκνότητα ισχύος είναι σχετικά χαμηλή, γενικά μικρότερη από 10⁵ W/cm². Το λέιζερ μεταδίδει ενέργεια στην επιφάνεια του συγκολλημένου τεμαχίου, θερμαίνοντας την μεταλλική επιφάνεια σε θερμοκρασία μεταξύ του σημείου τήξης και του σημείου βρασμού. Η θερμότητα μεταφέρεται στο εσωτερικό του μετάλλου μέσω θερμικής αγωγιμότητας για να σχηματιστεί μια συγκόλληση, η οποία είναι παρόμοια με την αδρανή συγκόλληση με βολφράμιο.συγκόλληση αερίου (TIG).
- Συγκόλληση βαθιάς διείσδυσης με λέιζερ (συγκόλληση με κλειδαρότρυπα): Όταν η πυκνότητα ισχύος λέιζερ που επενεργεί στην μεταλλική επιφάνεια είναι μεγαλύτερη από 10⁵ W/cm², η δέσμη λέιζερ υψηλής ισχύος επενεργεί στην επιφάνεια του μεταλλικού υλικού, προκαλώντας τοπική τήξη και σχηματίζοντας μια «κλειδαρότρυπα». Η δέσμη λέιζερ διεισδύει στο εσωτερικό της λιωμένης λίμνης μέσω της «κλειδαρότρυπας» για να σχηματίσει μια συγκόλληση.
- Ταξινόμηση ανά τρόπο ελέγχου:
- Χειροκίνητη μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ
- Αυτόματη μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ
- Μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ Galvo
- Ταξινόμηση ανά τύπο λέιζερ:
- Μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ YAG
- Μηχανή συγκόλλησης με ημιαγωγό λέιζερ
- Μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ ινών
1. Συγκόλληση με λέιζερ με ιπτάμενο λέιζερ
Η ιπτάμενη συγκόλληση με λέιζερ συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της τηλεσυγκόλλησης, των γαλβανόμετρων και των χειριστών και είναι εξοπλισμένη με επαγγελματικό λογισμικό επεξεργασίας γραφικών για την επίτευξη στιγμιαίας πολυτροχιακής συγκόλλησης σε τρισδιάστατο χώρο.
Κύριες εφαρμογές:
Εφαρμόζεται σε προϊόντα όπως αμαξώματα αυτοκινήτων, καθίσματα και κοινά ανταλλακτικά αυτοκινήτων. Όσον αφορά τα υλικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορα κοινά υλικά όπως χαλύβδινες πλάκες, πλάκες ψυχρής έλασης και κράματα αλουμινίου, καθώς και για σύνθετα υλικά και υλικά κραμάτων όπως κράματα μαγνησίου-αλουμινίου.
★ Πλεονεκτήματα:
- Συμβατό με οποιαδήποτε μορφή συγκόλλησης
- Κατάλληλο για οποιαδήποτε κατεύθυνση συγκόλλησης
- Κατανομή συγκόλλησης/σημείων που ορίζεται από τον χρήστη
- Βελτιστοποιημένη κατανομή τάσης
- Ικανός για συγκόλληση σημείων υψηλής ταχύτητας, συγκόλληση ραφών, συγκόλληση με περιτύλιξη, συγκόλληση με άκρη, συγκόλληση με φιλέτα και συγκόλληση επικάλυψης
- Συγχρονισμός σε πραγματικό χρόνο μεταξύ της κεφαλής συγκόλλησης και του ρομπότ για την επιτάχυνση της διαδικασίας συγκόλλησης με λέιζερ
- Μικρότερη απαίτηση χώρου δαπέδου
- Χαμηλότερο κόστος συντήρησης και εφοδιαστικής
2. Συγκόλληση με σπειροειδή λέιζερ
Πρόκειται για μια μέθοδο συγκόλλησης με λέιζερ με διπλή σφήνα ταλάντωσης λέιζερ, που πραγματοποιείται με την τοποθέτηση μιας ειδικής μονάδας ταλάντωσης στην κεφαλή συγκόλλησης. Αυτό επιτρέπει στο εστιασμένο φωτεινό σημείο να σχηματίζει μια σπειροειδή συγκόλληση ενώ η κεφαλή συγκόλλησης κινείται.
Κύριες εφαρμογές:
Συγκόλληση με μεντεσέδες, εναλλάκτες θερμότητας, εναλλάκτες θερμότητας σωλήνων, συγκόλληση με χοντρό σωλήνα στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, συγκόλληση με φλάντζες και συγκόλληση με κράματα αλουμινίου, κ.λπ.
★ Πλεονεκτήματα:
- Ευρύτερη συγκόλληση
- Εξαιρετικά υψηλή επαναληψιμότητα επεξεργασίας/σταθερότητα διεργασίας
- Καλύτερος σχηματισμός συγκόλλησης
- Απλούστερη μετεπεξεργασία και πιο λεία επιφάνεια του συγκολλημένου τεμαχίου
- Εξαιρετική ικανότητα συγκόλλησης από κράμα αλουμινίου
3. Συγκόλληση με λέιζερ
Η συγκόλληση με λέιζερ αναφέρεται σε μια μέθοδο που χρησιμοποιεί ένα μέταλλο πλήρωσης με σημείο τήξης χαμηλότερο από αυτό του βασικού μετάλλου. Το μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης θερμαίνεται σε θερμοκρασία υψηλότερη από το σημείο τήξης του, αλλά χαμηλότερη από τη θερμοκρασία τήξης του βασικού μετάλλου. Το υγρό μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης διαβρέχει το βασικό μέταλλο, γεμίζει το κενό σύνδεσης και διαχέεται με το βασικό μέταλλο για να πραγματοποιήσει τη σύνδεση των συγκολλημένων μερών.
Κύριες εφαρμογές:
Συγκόλληση δομών πλαισίου αλουμινίου, όπως η σύνδεση μεταξύ της οροφής και του πλευρικού τοίχου, και των θυρών.
★ Πλεονεκτήματα:
- Μειώνει τα ελαττώματα της καθαρής συγκόλλησης με λέιζερ, όπως πόρους, ρωγμές και υπερβολικά κενά εφαρμογής των προϊόντων
- Βελτιώνει την αντοχή της συγκόλλησης και επιτυγχάνει μια τέλεια ραφή συγκόλλησης
- Μόνο το μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης λιώνει κατά τη συγκόλληση, ενώ το βασικό μέταλλο όχι
- Μικρή παραμόρφωση των συγκολλημένων αρμών, ομαλή και αισθητική εμφάνιση, κατάλληλη για συγκόλληση ακριβείας, σύνθετα εξαρτήματα κατασκευασμένα από διαφορετικά υλικά
- Μικρή ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και υψηλή αντοχή σε θλίψη
4. Συγκόλληση με σύρμα με λέιζερ
Η συγκόλληση με λέιζερ με σύρμα είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιεί ένα μέταλλο πλήρωσης με το ίδιο ή παρόμοιο υλικό με το βασικό μέταλλο. Το βασικό μέταλλο και το μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης τήκονται και στη συνέχεια στερεοποιούνται για να σχηματίσουν μια συγκόλληση.
Κύριες εφαρμογές:
Συγκόλληση ολόκληρων των δομικών μερών του αμαξώματος οχημάτων και ανταλλακτικών αυτοκινήτων.
★ Πλεονεκτήματα:
- Μειώνει τα ελαττώματα της καθαρής συγκόλλησης με λέιζερ, όπως πόρους και ρωγμές
- Βελτιώνει το ποσοστό πιστοποίησης των συγκολλημένων προϊόντων και επιτρέπει ελαφρώς μεγαλύτερα κενά μεταξύ των συγκολλημένων προϊόντων
- Το βασικό μέταλλο τήκεται κατά τη συγκόλληση και η αντοχή συγκόλλησης είναι υψηλότερη από αυτή του βασικού μετάλλου
5. Ταλαντούμενη συγκόλληση
Ενσωματώνει λειτουργίες διαμόρφωσης δοκού και παρακολούθησης συγκολλήσεων στον ίδιο εξοπλισμό μέσω του ALO3. Το σύρμα πλήρωσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μηχανικός αισθητήρας.
Κύριες εφαρμογές:
Συγκόλληση με λέιζερ λευκών αμαξωμάτων, που περιλαμβάνει κυρίως συγκόλληση με λέιζερ καλυμμάτων οροφής και καπό χώρου αποσκευών, καθώς και συγκόλληση εξαρτημάτων αυτοκινήτων. Οι διακυμάνσεις των εξαρτημάτων και τα σφάλματα των εξαρτημάτων συχνά αυξάνουν σημαντικά τη δυσκολία της συγκόλλησης με λέιζερ, οδηγώντας σε εξαιρετικά δύσκολη αποσφαλμάτωση της διαδικασίας συγκόλλησης με λέιζερ. Ωστόσο, η ταλαντούμενη συγκόλληση μπορεί να προσαρμόσει αποτελεσματικά τη δική της κατεύθυνση συγκόλλησης. Με τις λειτουργίες παρακολούθησης συγκόλλησης και αυτόματης αντιστάθμισης εστιακού μήκους, επιτρέπει την εύκολη καθοδήγηση και εστίαση της δέσμης λέιζερ, πραγματοποιεί αλλαγές κατεύθυνσης, έχει υψηλό αυτοματισμό, γρήγορη ταχύτητα συγκόλλησης και υψηλή απόδοση, διατηρώντας έτσι την ποιότητα συγκόλλησης.
★ Πλεονεκτήματα:
- Παρακολούθηση συγκόλλησης για τον προσδιορισμό της τροχιάς συγκόλλησης του τεμαχίου σε πραγματικό χρόνο
- Προσαρμοστική ρύθμιση της τροχιάς συγκόλλησης στις τρεις κατευθύνσεις XYZ σύμφωνα με τις διαφορετικές αποκλίσεις του τεμαχίου εργασίας για την επίτευξη καλής ποιότητας συγκόλλησης
- Βελτιώνει τον ρυθμό συνοχής της συγκόλλησης προϊόντων
6. Συγκόλληση τριών σημείων
Μια μονάδα διπλού σημείου προστίθεται στον φακό. Κατά τη συγκόλληση, η μονάδα τριών σημείων στα οπτικά συστήματα συγκόλλησης κατανέμει μία δέσμη σε τρεις δέσμες, παρέχοντας μια λύση για τη συγκόλληση φύλλων χάλυβα γαλβανισμένου εν θερμώ και κάνοντας τη συγκόλληση πιο επίπεδη χωρίς ρωγμές.
Κύριες εφαρμογές:
Συγκόλληση λευκών αμαξωμάτων από κράμα αλουμινίου, συγκόλληση με λέιζερ καλυμμάτων οροφής και καπό χώρου αποσκευών, και συγκόλληση ανταλλακτικών αυτοκινήτων, κ.λπ.
★ Πλεονεκτήματα:
- Πιο σταθερή και αξιόπιστη διαδικασία συγκόλλησης
- Μεγαλύτερη ταχύτητα
- Υψηλότερη αντοχή
- Καλύτερη ποιότητα εμφάνισης των συγκολλήσεων ελασμάτων με γαλβανισμένη εν θερμώ εμβάπτιση
- Διαδικτυακή διαδικασία καθαρισμού
- Δυναμική ρύθμιση ενέργειας
7. Υβριδική συγκόλληση πολλαπλών μηκών κύματος
Υβριδική συγκόλληση πολλαπλών μηκών κύματοςείναι μια καινοτόμος διαδικασία συγκόλλησης στην οποία πρωτοστάτησε η Lianying Laser. Επικαλύπτει δύο δέσμες λέιζερ με διαφορετικά μήκη κύματος, με αποτέλεσμα οι άξονες των δύο δεσμών να συμπίπτουν στο χώρο. Το κύριο λέιζερ μήκους κύματος χρησιμοποιείται κυρίως για συγκόλληση, ενώ το δευτερεύον λέιζερ μήκους κύματος χρησιμοποιείται κυρίως για την προθέρμανση του σύρματος συγκόλλησης και του βασικού μετάλλου, μειώνοντας τον ρυθμό ψύξης του τηγμένου μετάλλου στην πισίνα συγκόλλησης. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για κράματα αλουμινίου, κράματα μαγνησίου, κράματα χαλκού κ.λπ.
★ Πλεονεκτήματα:
- Μειώνει το περιεχόμενο των πόρων
- Ενισχύει τη σταθερότητα της συγκολλητικής ταινίας και αυξάνει την απόδοση της συγκόλλησης
- Ανακουφίζει αποτελεσματικά από τη θερμική καταπόνηση, μειώνει τις ρωγμές, βελτιώνει την αντοχή της συγκόλλησης και επιτυγχάνει σχετικά ομοιόμορφες ραφές συγκόλλησης.
Συμπερασματικά, σήμερα, στη βιομηχανία λέιζερ στο σύνολό της, οι ξένες τεχνολογίες και ο εξοπλισμός εξακολουθούν να κατέχουν ηγετική θέση. Είναι πλήρως προηγμένες σε όλες τις πτυχές, από τους κεντρικούς υπολογιστές λέιζερ και τις κεφαλές οπτικής επεξεργασίας έως τον βοηθητικό εξοπλισμό όπως ψύκτες, μετρητές ισχύος, παρακολούθηση κατά τη συγκόλληση, επιθεώρηση μετά τη συγκόλληση και βαθμονομητές TCP. Οι εγχώριες επιχειρήσεις καταβάλλουν κάθε δυνατή προσπάθεια να καλύψουν τη διαφορά. Ωστόσο, στον τομέα των εφαρμογών συγκόλλησης με λέιζερ, η Κίνα έχει πλησιάσει σχετικά το διεθνές προηγμένο επίπεδο, με μια σειρά από επιχειρήσεις υψηλής ποιότητας να αναδύονται και να επιτυγχάνουν εξαιρετικά αποτελέσματα.
Ώρα δημοσίευσης: 05 Σεπτεμβρίου 2025
