1. Sovellusesimerkkejä
1) Liitoslevy
1960-luvulla Toyota Motor Company otti ensimmäisenä käyttöön mittatilaushitsaustekniikan. Siinä kaksi tai useampi levy yhdistetään hitsaamalla ja sitten leimaamalla ne. Näillä levyillä voi olla eri paksuuksia, materiaaleja ja ominaisuuksia. Autojen suorituskykyyn ja toimintoihin, kuten energiansäästöön, ympäristönsuojeluun ja ajoturvallisuuteen, kohdistuvien yhä korkeampien vaatimusten vuoksi mittatilaushitsaustekniikka on herättänyt yhä enemmän huomiota. Levyhitsaus voi sisältää pistehitsausta, pikahitsausta,laserhitsaus, vetykaarihitsaus jne. Tällä hetkellälaserhitsauskäytetään pääasiassa ulkomaisessa tutkimuksessa ja mittatilaustyönä hitsattujen aihioiden tuotannossa.
Vertailemalla testi- ja laskentatuloksia havaittiin, että tulokset ovat hyvin yhdenmukaisia, mikä vahvistaa lämmönlähdemallin oikeellisuuden. Hitsaussauman leveys eri prosessiparametreilla laskettiin ja optimoitiin vähitellen. Lopuksi otettiin käyttöön säteen energiasuhde 2:1, kaksoispalkit järjestettiin rinnakkain, suurempi energiasäde sijaitsi hitsaussauman keskellä ja pienempi energiasäde paksun levyn kohdalla. Tämä voi tehokkaasti pienentää hitsaussauman leveyttä. Kun kaksi sädettä ovat 45 asteen kulmassa toisistaan, säde vaikuttaa vastaavasti paksuun ja ohueen levyyn. Tehokkaan lämmityspalkin halkaisijan pienenemisen vuoksi myös hitsaussauman leveys pienenee.
2) Alumiiniteräs, erilaiset metallit
Nykyisessä tutkimuksessa tehdään seuraavat johtopäätökset: (1) Säteen energiasuhteen kasvaessa metallien välisen yhdisteen paksuus hitsauksen ja alumiiniseoksen rajapinnan samassa kohdassa pienenee vähitellen ja jakauma muuttuu tasaisemmaksi. Kun RS = 2, rajapinnan IMC-kerroksen paksuus on 5–10 mikronia. Vapaan "neulamaisen" IMC:n enimmäispituus on 23 mikronia. Kun RS = 0,67, rajapinnan IMC-kerroksen paksuus on alle 5 mikronia ja vapaan "neulamaisen" IMC:n enimmäispituus on 5,6 mikronia. Metallien välisen yhdisteen paksuus pienenee merkittävästi.
(2)Kun hitsaukseen käytetään rinnakkaista kaksoissädelaseria, IMC-kerros hitsauksen ja alumiiniseoksen rajapinnassa on epätasaisempi. IMC-kerroksen paksuus hitsauksen ja alumiiniseoksen rajapinnassa lähellä teräs/alumiiniseosliitoksen rajapintaa on paksumpi, enimmäispaksuus 23,7 mikronia. Säteen energiasuhteen kasvaessa, kun RS = 1,50, IMC-kerroksen paksuus hitsauksen ja alumiiniseoksen rajapinnassa on edelleen suurempi kuin metallien välisen yhdisteen paksuus samalla sarjahitsaussäteen alueella.
3. Alumiini-litiumseoksesta valmistettu T-liitos
2A97-alumiiniseoksen laserhitsattujen liitosten mekaanisten ominaisuuksien osalta tutkijat tarkastelivat mikrokovuutta, vetolujuutta ja väsymisominaisuuksia. Testitulokset osoittavat, että: 2A97-T3/T4-alumiiniseoksen laserhitsatun liitoksen hitsausalue on voimakkaasti pehmentynyt. Kerroin on noin 0,6, mikä liittyy pääasiassa lujitusvaiheen liukenemiseen ja sitä seuraavaan erkanemisvaikeuksiin; IPGYLR-6000-kuitulaserilla hitsatun 2A97-T4-alumiiniseoksen liitoksen lujuuskerroin voi olla 0,8, mutta plastisuus on alhainen, kun taas IPGYLS-4000-kuidulla...laserhitsausLaserhitsattujen 2A97-T3-alumiiniseosliitosten lujuuskerroin on noin 0,6; huokosvirheet ovat 2A97-T3-alumiiniseoslaserhitsattujen liitosten väsymishalkeamien alkuperä.
Synkronisessa tilassa, eri kidemorfologioiden mukaan, FZ koostuu pääasiassa pylväskiteistä ja tasa-aksiaalisista kiteistä. Pylväskiteillä on epitaksiaalinen EQZ-kasvusuunta, ja niiden kasvusuunnat ovat kohtisuorassa sulamisviivaan nähden. Tämä johtuu siitä, että EQZ-rakeen pinta on valmis ydintymishiukkanen, ja lämmönhukka tässä suunnassa on nopein. Siksi pystysuoran sulamisviivan ensisijainen kristallografinen akseli kasvaa ensisijaisesti ja sivut ovat rajoittuneet. Kun pylväskiteet kasvavat hitsauksen keskustaa kohti, rakenteellinen morfologia muuttuu ja muodostuu pylväsdendriittejä. Hitsauksen keskellä sulan altaan lämpötila on korkea, lämmönhukkanopeus on sama kaikkiin suuntiin, ja rakeet kasvavat tasa-aksiaalisesti kaikkiin suuntiin muodostaen tasa-aksiaalisia dendriittejä. Kun tasa-aksiaalisten dendriittien ensisijainen kristallografinen akseli on täsmälleen tangentti näytetasoon nähden, metallografisessa faasissa voidaan havaita selviä kukkamaisia rakeita. Lisäksi hitsausalueen paikallisten komponenttien alijäähtymisen vaikutuksesta synkronisen moodin T-liitoksen hitsaussauman alueelle ilmestyy yleensä tasa-akseisia hienorakeisia nauhoja, ja tasa-akseisen hienorakeisen nauhan raemorfologia eroaa EQZ:n raemorfologiasta. Sama ulkonäkö. Koska heterogeenisen moodin TSTB-LW:n ja synkronisen moodin TSTB-LW:n lämmitysprosessi eroaa, makromorfologiassa ja mikrorakenteen morfologiassa on selviä eroja. Heterogeenisen moodin TSTB-LW T-liitoksessa on kaksi lämpösykliä, joissa on havaittu kaksoissula-allas. Hitsauksen sisällä on selkeä toissijainen sulamisviiva, ja lämmönjohtavuushitsauksessa muodostunut sula-allas on pieni. Heterogeenisen moodin TSTB-LW-prosessissa syvätunkeutuvaan hitsiin vaikuttaa lämmönjohtavuushitsauksen lämmitysprosessi. Toissijaisen sulamisviivan lähellä olevilla pylväsdendriiteillä ja tasa-akseisilla dendriiteillä on vähemmän alirajaa ja ne muuttuvat pylväs- tai solukiteiksi, mikä osoittaa, että lämmönjohtavuushitsauksen lämmitysprosessilla on lämpökäsittelyvaikutus syvätunkeutuviin hitsauksiin. Ja lämpöä johtavan hitsin keskellä olevien dendriittien raekoko on 2–5 mikronia, mikä on paljon pienempi kuin syvään tunkeutuvan hitsin keskellä olevien dendriittien raekoko (5–10 mikronia). Tämä liittyy pääasiassa hitsien maksimaaliseen kuumenemiseen molemmilla puolilla. Lämpötila liittyy seuraavaan jäähdytysnopeuteen.
3) Kaksoissäteisen laserjauhepinnoitteen hitsauksen periaate
4)Korkea juotosliitoksen lujuus
Kaksoissäteisellä laserjauhehitsauksella tehdyssä kokeessa, koska kaksi lasersädettä on jaettu vierekkäin sillanjohtimen molemmille puolille, laserin ja substraatin kantama on suurempi kuin yksisäteisellä laserjauhehitsauksella, ja tuloksena olevat juotosliitokset ovat pystysuorassa sillanjohtimeen nähden. Langan suunta on suhteellisen pitkänomainen. Kuva 3.6 esittää yksisäteisellä ja kaksoissäteisellä laserjauhehitsauksella saatuja juotosliitoksia. Hitsausprosessin aikana, riippumatta siitä, onko kyseessä kaksoissäde...laserhitsausmenetelmä tai yksisädelaserhitsausMenetelmässä perusmateriaalille muodostuu lämmönjohtavuuden kautta tietty sula allas. Tällä tavoin sulassa altaassa oleva sula perusmateriaalimetalli voi muodostaa metallurgisen sidoksen sulan itsefluksoituvan metalliseosjauheen kanssa, jolloin saavutetaan hitsaus. Kun käytetään kaksoissädelaseria hitsaukseen, lasersäteen ja perusmateriaalin välinen vuorovaikutus on kahden lasersäteen toiminta-alueiden välistä vuorovaikutusta eli laserin materiaalille muodostamien kahden sulan altaan välistä vuorovaikutusta. Tällä tavoin syntyvä uusi sulamisalue on suurempi kuin yksisäteisessä hitsauksessa.laserhitsaus, joten kaksoispalkilla saadut juotosliitoksetlaserhitsausovat vahvempia kuin yksipalkkisetlaserhitsaus.
2. Korkea juotettavuus ja toistettavuus
Yksipalkisessalaserhitsauskokeessa, koska laserin tarkennetun pisteen keskipiste vaikuttaa suoraan mikrosiltajohtimeen, siltajohtimella on erittäin korkeat vaatimuksetlaserhitsausprosessiparametrit, kuten epätasainen laserenergian tiheysjakauma ja epätasainen seosjauheen paksuus. Tämä johtaa langan katkeamiseen hitsausprosessin aikana ja jopa suoraan sillanjohtimen höyrystymiseen. Kaksoissätelaserpisauksessa, koska kahden lasersäteen fokusoidut pistekeskukset eivät vaikuta suoraan mikrosiltajohtimiin, sillanjohtimien laserhitsausprosessiparametreille asetetut tiukat vaatimukset vähenevät ja hitsattavuus ja toistettavuus paranevat huomattavasti.
Julkaisun aika: 17.10.2023
