Πόσο αποτελεσματικές είναι οι μηχανές συγκόλλησης λέιζερ αλουμινίου;

Σεπ 2, 2024

Το αλουμίνιο μπορεί να είναι ένα δύσκολο υλικό για συγκόλληση. Μπορούν να προκύψουν ζητήματα μόλυνσης και πορώδους ως αποτέλεσμα ζητημάτων οξείδωσης. Ωστόσο, όταν καθαρίζεται και χειρίζεται σωστά, το αλουμίνιο συγκολλάται καλά με λέιζερ.

Οι δυσκολίες της συγκόλλησης Το αλουμίνιο έχει ιδιότητες που το καθιστούν πιο δύσκολο στη συγκόλληση από άλλα μέταλλα. Λόγω της σχετικά υψηλής θερμικής αγωγιμότητάς του (περίπου 209 W/m K) και του χαμηλού σημείου τήξης (1.221°F/660,3°C), μπορεί να συγκολληθεί μόνο με διαδικασίες συγκόλλησης σύντηξης.

Για να λιώσει το υλικό στην προβλεπόμενη περιοχή συγκόλλησης, οι μέθοδοι συγκόλλησης σύντηξης MIG, TIG, λέιζερ και δέσμης ηλεκτρονίων παρέχουν τεράστια θερμότητα σε μικρή περιοχή. Λόγω της εξαιρετικής θερμικής αγωγιμότητας του αλουμινίου, η θερμότητα εξαπλώνεται σε όλο το τεμάχιο εργασίας, λιώνοντας ενδεχομένως πολύ υλικό ή παραμορφώνοντας ολόκληρο το τεμάχιο, καθιστώντας αυτή τη μικρή ζώνη θερμικής επίδρασης ζωτικής σημασίας.

Η ποσότητα της θερμότητας που εφαρμόζεται, καθώς και η θέση στην οποία εφαρμόζεται, πρέπει να ελέγχονται με ακρίβεια. Οι χειροκίνητες τεχνικές συγκόλλησης, όπως η MIG και η TIG, εξαρτώνται από την ικανότητα του χειριστή και την απορρόφηση θερμότητας για τη ρύθμιση αυτών των μεταβλητών. Επειδή το αλουμίνιο δεν αλλάζει χρώμα καθώς πλησιάζει στο σημείο τήξης του, οι διαδικασίες συγκόλλησης που εξαρτώνται από την οπτική αξιολόγηση της προετοιμασίας του υλικού μπορεί να είναι ανακριβείς. Οι αυτόματες τεχνικές, συμπεριλαμβανομένων των Laser και Electron Beam, χρησιμοποιούν υπολογιστές για τη ρύθμιση του ρυθμού τροφοδοσίας, της ισχύος και της τοποθέτησης της συγκόλλησης, παρέχοντας πιο ακριβή και αξιόπιστη ποιότητα συγκόλλησης.

Οξείδωση αλουμινίου

Μια άλλη δυσκολία στη συγκόλληση αλουμινίου είναι ο σχηματισμός ενός φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια εργασίας. Το οξείδιο του αλουμινίου έχει σημείο τήξης περίπου τριπλάσιο από αυτό του καθαρού αλουμινίου, με αποτέλεσμα σωματίδια οξειδίου του αλουμινίου να μολύνουν τη συγκόλληση και να προκαλούν προβλήματα πορώδους. Πριν από τη συγκόλληση, το φιλμ οξειδίου πρέπει συνήθως να αφαιρεθεί μηχανικά ή χημικά. Το οξείδιο του αλουμινίου μπορεί να παρεμποδίσει τη συγκόλληση με λέιζερ, επειδή αλλάζει την ανακλαστικότητα της επιφάνειας του εξαρτήματος, μειώνοντας την ποσότητα της ενέργειας του λέιζερ που φτάνει στο βασικό μέταλλο.

Μόλυνση από υδρογονάνθρακες

Η μόλυνση του αλουμινίου από υδρογονάνθρακες κατά την αποθήκευση και την προετοιμασία μπορεί να προκαλέσει προβλήματα συγκόλλησης. Πριν από τη συγκόλληση, τα εξαρτήματα αλουμινίου συχνά διαμορφώνονται, κόβονται, πριονίζονται και κατεργάζονται. Εάν χρησιμοποιηθεί λιπαντικό κατά τη διάρκεια οποιασδήποτε από αυτές τις εργασίες πριν από τη συγκόλληση, πρέπει να αφαιρεθεί πλήρως πριν από τη συγκόλληση για να αποφευχθούν κακές συγκολλήσεις. Η σύνεση υπαγορεύει ότι τα εξαρτήματα αλουμινίου που πρόκειται να συγκολληθούν πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία πριν από τη συγκόλληση κατά τρόπο ώστε να χρησιμοποιούνται ελάχιστα έως καθόλου λιπαντικά - το πριόνισμα και η κατεργασία του αλουμινίου πρέπει να γίνονται στεγνά, αν είναι δυνατόν, και να καθαρίζονται σχολαστικά αν όχι.

Συγκόλληση αλουμινίου με λέιζερ Η συγκόλληση με δέσμη λέιζερ είναι μία από τις πιο δημοφιλείς υπηρεσίες συγκόλλησης αλουμινίου. Αυτή η διαδικασία λειτουργεί καλά για την κατασκευή γρήγορων, τακτοποιημένων συγκολλήσεων. Υπάρχει μικρότερη ζώνη θερμικής επίδρασης και διείσδυση συγκόλλησης έως και 0,25′′ στο αλουμίνιο. Η συγκόλληση με δέσμη λέιζερ μπορεί να εφαρμοστεί σε υλικά που είναι επιρρεπή σε ρωγμές, όπως τα κράματα αλουμινίου της σειράς 6000, με την προϋπόθεση ότι συνδυάζεται με κατάλληλο υλικό πλήρωσης, όπως το αλουμίνιο 4032 ή 4047. Υπάρχουν διάφοροι τύποι λέιζερ που λειτουργούν καλά με αλουμίνιο και συχνά συνιστάται η χρήση αερίου κάλυψης.

Προετοιμασία πριν από τη συγκόλληση

Η απαιτούμενη ποσότητα προετοιμασίας πριν από τη συγκόλληση καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την κατάσταση των προς συγκόλληση εξαρτημάτων αλουμινίου, η οποία καθορίζεται γενικά από τις συνθήκες αποθήκευσης και την καθαριότητα των διαδικασιών μηχανής που χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή του εξαρτήματος μέχρι στιγμής.

Το αλουμίνιο που πρόκειται να συγκολληθεί με λέιζερ πρέπει να καθαριστεί σχολαστικά για να αποφευχθούν οι μεμβράνες οξειδίων και η μόλυνση από υδρογονάνθρακες. Για την απομάκρυνση τυχόν οξειδίων, αυτό επιτυγχάνεται συχνά μηχανικά με τη χρήση συρμάτινων βουρτσών από ανοξείδωτο χάλυβα, λείανση, λίμα ή απόξεση. Οι χημικές μέθοδοι καθαρισμού που χρησιμοποιούν εμβάπτιση σε καυστικά διαλύματα και νερό, από την άλλη πλευρά, είναι αποτελεσματικές στην απομάκρυνση του οξειδίου του αλουμινίου.

Σε γενικές γραμμές, διαλύτες με βάση την ακετόνη ή την αλκοόλη μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αφαίρεση υπολειμμάτων υδρογονανθράκων από εξαρτήματα αλουμινίου. Όταν θερμαίνονται, οι χλωριωμένοι διαλύτες μπορεί να παράγουν τοξικά αέρια, γι' αυτό αποφύγετε τη χρήση τους στην περιοχή συγκόλλησης. Πριν από τη λείανση της επιφάνειας για την απομάκρυνση του οξειδίου του αλουμινίου, πρέπει να απομακρυνθεί η ρύπανση από υδρογονάνθρακες.

Τρόποι λειτουργίας συγκόλλησης με λέιζερ

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι εφαρμογής της ενέργειας της δέσμης λέιζερ στο τεμάχιο εργασίας: ως συνεχής δέσμη, ως ακολουθία παλμών ή ως συγκόλληση με ανάδευση με λέιζερ. Η εφαρμογή, οι ιδιότητες του υλικού και άλλοι παράγοντες επηρεάζουν τη διαδικασία που επιλέγεται.

Συγκόλληση με παλμικό λέιζερ

Ένα παλμικό λέιζερ είναι ακριβώς αυτό: η δέσμη ενεργοποιείται και απενεργοποιείται με πολύ υψηλό ρυθμό (10-1000 hz), με αποτέλεσμα μια σειρά από ξεχωριστές εκρήξεις ενέργειας να εφαρμόζονται στο τεμάχιο εργασίας. Κάθε παλμός λιώνει μια μικρή περιοχή του τεμαχίου εργασίας, η οποία στη συνέχεια μετακινείται ελαφρώς και εφαρμόζεται άλλος ένας παλμός, με αποτέλεσμα να δημιουργείται μια σειρά από επικαλυπτόμενες συγκολλήσεις που σχηματίζουν μια συνεχή χάντρα.

Επειδή κάθε παλμικό κομμάτι συγκόλλησης ψύχεται γρήγορα, η θερμότητα στο περιβάλλον υλικό μειώνεται, περιορίζοντας τη μέγιστη θερμοκρασία του τεμαχίου και ελαχιστοποιώντας την τήξη και την παραμόρφωση. Όταν απαιτείται ελάχιστη εισαγωγή θερμότητας, ένα παλμικό λέιζερ λειτουργεί καλύτερα για τη συγκόλληση με λέιζερ αλουμινίου, λόγω της υψηλής θερμικής αγωγιμότητάς του.

Συγκόλληση με λέιζερ συνεχούς κύματος

Η συγκόλληση με λέιζερ συνεχούς κύματος, γνωστή και ως συγκόλληση κλειδαρότρυπας, χρησιμοποιείται για συγκολλήσεις βαθιάς διείσδυσης. Το αντικείμενο εργασίας μετακινείται κάτω από μια σταθερή δέσμη φωτός λέιζερ που στοχεύει σε αυτό. Το υλικό στην εμπρόσθια άκρη της δέσμης λέιζερ λιώνει, ενώ η οπίσθια άκρη ψύχεται. Τα λέιζερ συνεχούς κύματος τροφοδοτούν συνήθως με ταχύτητες μεταξύ 25 και 100 ιντσών ανά λεπτό, προκειμένου να αποφεύγεται το κάψιμο των εξαρτημάτων. Επειδή η θερμότητα εφαρμόζεται συνεχώς και όχι το αντικείμενο θερμαίνεται και ψύχεται συνεχώς από ένα παλμικό λέιζερ, η συγκόλληση συνεχούς κύματος μπορεί να είναι μια προτιμότερη επιλογή για ορισμένα από τα πιο ευαίσθητα κράματα αλουμινίου.

Superstar, ένας κορυφαίος προμηθευτής μηχανής συγκόλλησης λέιζερ, προσφέρει λύσεις τελευταίας τεχνολογίας για διάφορες βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της βιομηχανίας αλουμινίου μηχανή συγκόλλησης λέιζερ. Το μας Μηχανή συγκόλλησης λέιζερ αλουμινίου έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν ακριβή και αξιόπιστα αποτελέσματα, καθιστώντας τα ιδανική επιλογή για τη συγκόλληση αλουμινίου και άλλων υλικών με υψηλή απόδοση και ελάχιστη παραμόρφωση.