Vad är svetsning?
Metallens svetsförmåga hänvisar till metallmaterialets anpassningsförmåga till svetsprocessen, främst hänvisar till svårigheten att erhålla högkvalitativa svetsfogar under vissa svetsprocessförhållanden.I stora drag omfattar begreppet "svetsförmåga" även "tillgänglighet" och "tillförlitlighet".Svetsförmågan beror på materialets egenskaper och de processförhållanden som används.Svetsförmågan hos metallmaterial är inte statisk utan utvecklas till exempel för material som ursprungligen ansågs ha dålig svetsförmåga, med utvecklingen av vetenskap och teknik har nya svetsmetoder blivit lättare att svetsa, det vill säga svetsförmågan har blivit bättre.Därför kan vi inte lämna processvillkoren för att prata om svetsförmåga.
Svetsförmåga inkluderar två aspekter: en är fogens prestanda, det vill säga känsligheten för att bilda svetsdefekter under vissa svetsprocessförhållanden;den andra är den praktiska prestandan, det vill säga svetsfogens anpassningsförmåga till användningskraven under vissa svetsprocessförhållanden.
Svetsmetoder
1.Lasersvetsning(LBW）
2. ultraljudssvetsning (USW)
3. diffusionssvetsning (DFW)
4.osv
1. Svetsning är en process för att sammanfoga material, vanligtvis metaller, genom att värma upp ytorna till smältpunkten och sedan låta dem svalna och stelna, ofta med tillsats av ett fyllnadsmaterial.Svetsbarheten hos ett material avser dess förmåga att svetsas under vissa processförhållanden, och beror på både materialets egenskaper och den svetsprocess som används.
2. Svetsbarhet kan delas in i två aspekter: gemensam prestanda och praktisk prestanda.Fogprestanda hänvisar till känsligheten för att bilda svetsdefekter under vissa svetsprocessförhållanden, medan praktisk prestanda hänvisar till svetsfogens anpassningsförmåga till användningskraven under vissa svetsprocessförhållanden.
3. Det finns olika svetsmetoder, inklusive lasersvetsning (LBW), ultraljudssvetsning (USW) och diffusionssvetsning (DFW), bland andra.Valet av svetsmetod beror på materialen som ska fogas, tjockleken på materialen, erforderlig foghållfasthet och andra faktorer.
Vad är lasersvetsning?
Lasersvetsning, även känd som laserstrålesvetsning (“LBW”), är en tillverkningsteknik där två eller flera materialstycken (vanligtvis metall) sammanfogas genom användning av en laserstråle.
Det är en beröringsfri process som kräver åtkomst till svetszonen från ena sidan av de delar som svetsas.
Värmen som skapas av lasern smälter materialet på båda sidor av fogen, och när det smälta materialet blandas och stelnar igen smälter det delarna.
Svetsen bildas när det intensiva laserljuset snabbt värmer materialet – vanligtvis beräknat i millisekunder.
Laserstrålen är ett koherent (enfas) ljus med en enda våglängd (monokromatisk).Laserstrålen har låg stråldivergens och högt energiinnehåll som skapar värme när den träffar en yta
Som alla former av svetsning spelar detaljerna roll när man använder LBW.Du kan använda olika lasrar och olika LBW-processer, och det finns tillfällen då lasersvetsning inte är det bästa valet.
Lasersvetsning
Det finns 3 typer av lasersvetsning:
1. Ledningsläge
2.Conduction/penetration mode
3.Penetration eller nyckelhålsläge
Dessa typer av lasersvetsning är grupperade efter mängden energi som levereras till metallen.Tänk på dessa som låga, medelhöga och höga energinivåer av laserenergi.
Ledningsläge
Conduction mode levererar låg laserenergi till metallen, vilket resulterar i låg penetration med en ytlig svets.
Det är bra för fogar som inte behöver hög hållfasthet då resultatet är en slags kontinuerlig punktsvets.Ledningssvetsar är jämna och estetiskt tilltalande, och de är vanligtvis bredare än de är djupa.
Det finns två typer av ledningsläge LBW:
1. Direktuppvärmning:Delens yta värms upp direkt av en laser.Värme leds sedan in i metallen och delar av basmetallen smälter, vilket smälter samman fogen när metallen stelnar igen.
2. Energiöverföring: Ett speciellt absorberande bläck placeras först vid fogens gränssnitt.Detta bläck tar in laserns energi och genererar värme.Den underliggande metallen leder sedan värmen till ett tunt skikt, som smälter och stelnar igen för att bilda en svetsfog.
Lednings-/penetrationsläge
Vissa kanske inte erkänner detta som ett av lägena.De känner att det bara finns två typer;antingen leder du värme in i metallen eller förångar en liten metallkanal, så att lasern går ner i metallen.
Men lednings-/penetrationsläget använder "medium" energi och resulterar i mer penetration.Men lasern är inte tillräckligt stark för att förånga metall som i nyckelhålsläget.
Penetration eller nyckelhålsläge
Detta läge skapar djupa, smala svetsar.Så, vissa kallar det penetrationsläge.Svetsarna som görs är normalt djupare än breda och starkare än svetsar med ledningsläge.
Med denna typ av LBW-svetsning förångar en kraftfull laser basmetallen och skapar en smal tunnel som kallas ett "nyckelhål" som sträcker sig ner i fogen.Detta "hål" ger en ledning för lasern att penetrera djupt in i metallen.
Lämpliga metaller för LBW
Lasersvetsning fungerar med många metaller, som:
- Kolstål
- Aluminium
- Titan
- Låglegerat och rostfritt stål
- Nickel
- Platina
- Molybden
Ultraljudssvetsning
Ultraljudssvetsning (USW) är sammanfogning eller reformering av termoplaster genom användning av värme som genereras från högfrekvent mekanisk rörelse.Det åstadkoms genom att omvandla högfrekvent elektrisk energi till högfrekvent mekanisk rörelse.Den mekaniska rörelsen, tillsammans med applicerad kraft, skapar friktionsvärme vid plastkomponenternas passande ytor (fogarea) så att plastmaterialet smälter och bildar en molekylär bindning mellan delarna.
GRUNDPRINCIPEN FÖR ULTRALJUDSSVETSNING
1.Delar i fixtur: De två termoplastiska delarna som ska monteras placeras tillsammans, den ena ovanpå den andra, i ett stödjande bo som kallas en fixtur.
2. Ultraljudshornkontakt: En titan- eller aluminiumkomponent som kallas ett horn bringas i kontakt med den övre plastdelen.
3. Kraft applicerad: En kontrollerad kraft eller tryck appliceras på delarna och klämmer ihop dem mot fixturen.
4.Svetstid: Ultraljudshornet vibreras vertikalt 20 000 (20 kHz) eller 40 000 (40 kHz) gånger per sekund, på avstånd som mäts i tusendelar av en tum (mikron), under en förutbestämd tid som kallas svetstid.Genom noggrann detaljdesign riktas denna vibrationsmekaniska energi till begränsade kontaktpunkter mellan de två delarna.De mekaniska vibrationerna överförs genom de termoplastiska materialen till foggränsytan för att skapa friktionsvärme.När temperaturen vid foggränsytan når smältpunkten smälter plasten och flyter, och vibrationen stoppas.Detta gör att den smälta plasten kan börja svalna.
5. Hålltid: Klämkraften bibehålls under en förutbestämd tid för att tillåta delarna att smälta när den smälta plasten svalnar och stelnar.Detta är känt som hålltid.(Obs: Förbättrad fogstyrka och hermeticitet kan uppnås genom att applicera en högre kraft under hålltiden. Detta uppnås med dubbeltryck).
6. Hornet dras tillbaka: När den smälta plasten har stelnat, avlägsnas klämkraften och ultraljudshornet dras tillbaka.De två plastdelarna är nu sammanfogade som om de gjutits ihop och tas bort från fixturen som en del.
Diffusionssvetsning, DFW
Sammanfogningsprocess genom värme och tryck där kontaktytorna förenas genom diffusion av atomer.
Processen
Två arbetsstycken [1] i olika koncentrationer placeras mellan två pressar [2].Pressarna är unika för varje kombination av arbetsstyckena, med resultatet att en ny design krävs om produktdesignen ändras.
Värmen motsvarande cirka 50-70 % av materialens smältpunkt tillförs sedan systemet, vilket ökar rörligheten för atomerna i de två materialen.
Pressarna pressas sedan ihop, vilket gör att atomerna börjar diffundera mellan materialen vid kontaktytan [3].Diffusionen sker på grund av att arbetsstyckena har olika koncentration medan värmen och trycket bara underlättar processen.Trycket används därför för att få de material som kommer i kontakt med ytorna så nära som möjligt så att atomer lättare kan diffundera.När den önskade andelen atomer diffunderar avlägsnas värmen och trycket och bindningsbearbetningen är avslutad.
