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价值千万的技术被泄露出来了!激光焊接机的焊接气孔消除方法

发布:2022-06-20 09:51作者:www.huyunjituan.com点击:793次

价值千万的技术被泄露出来了!激光焊接机的焊接气孔消除方法:激光焊接因其能量集中、精度高和性能优势被广泛应用于各行各业。虽然激光焊接机为我们提供了便利,但也存在许多不确定性。
使用激光焊接机时,如果操作不正确或工艺不完整,焊接过程中经常会出现气孔。要解决这个问题,首先要分析毛孔产生的原因,然后提供与原因相似的解决方案。
为什么焊接时会产生气泡?
孔隙率是由于在凝固过程中熔融金属中包含气体。在激光焊接中,熔融金属的冷却速度远高于常规焊接,因此气体不易从焊缝中逸出并残留在焊缝中,形成气孔。
气孔形成原因:另一方面,由于烧结和压缩条件的限制,粉末冶金材料不可能获得与熔体材料相同的密度;通过调节体积,辅助气体的动压影响熔池的流动和气体向小孔的释放,这是深焊的直接结果。
激光功率和焊接速度对气孔的影响很大气孔数量与激光功率的关系表明,随着激光功率的增加,气孔的数量也随之增加。据推测,增加的功率将熔融金属加热到非常高的温度,产生金属蒸汽,使熔池的液态金属不稳定并产生湍流。提高焊接速度和降低激光功率可减少金属烟雾的形成,从而防止气孔的形成。
避免激光焊接造成的气孔
❖ 利用冶金和活性气体的原理,焊接气体可以溶解或与熔融金属反应形成化合物;
❖ 脉冲激光焊接的使用改变了孔的行为并减少了孔中吸收的保护气体量。目前,这种方法不能完全去除造口;
❖ 使用光束振动来减少或消除激光转移焊接中的气孔。焊接过程中由于振动的增加造成的横梁往复倾斜,一方面造成待焊零件的多次回流,增加了液态金属在熔池中的停留时间,另一方面也增加了梁的挠度;
另一方面,梁的振动使小孔发生振动,可以增加焊槽的混合功率,增加焊槽的对流和混合,对去除气孔起到有益的作用;
❖ 使用单位面积计,RFU 可用于快速收集、量化和存储有关零件清洁的重要信息。基于这些信息,可以避免影响人的主观判断,更有效地评估生产步骤和清洁活动,优化清洁活动,大大提高工作效率,降低整理速度,降低生产成本。
多种材料的增量制造为制造具有所需物理特性的零件开辟了新的可能性。激光粉末扩散(L-PBF),也称为选择性激光熔化,是一种粉末床增材制造技术。这种方法的优点是可以获得具有高几何分辨率的金属和非金属材料。与上述相关的新区域是多分量 L-PBF。本文概述了该领域的最新发展,包括多材料粉末涂层机制、熔池行为、工艺特性以及金属对金属、金属陶瓷和多组分金属聚合物的潜在应用。 - 打印硬件组件。最后,提出了技术挑战。
在过去的二十年中,增材制造 (AM) 因其在制造高度复杂零件方面的固有灵活性和效率而被广泛研究并应用于制造技术。传统的增材制造方法仅限于使用单一材料生产组件;因此,它们不能生产出在某些区域具有高耐磨、耐高温、耐腐蚀等分散功能特性的产品,同时又保持其他部件的强度和低成本。新的多材料增材制造 (MMAM) 技术不仅解决了上述问题,而且还为 B. 将防伪功能集成到增材制造组件等新应用提供了更高的复杂性和功能。 MMAM 被定义为一种增材制造工艺,其中根据预编程代码将至少两种类型的材料物理存储在房间的某处。
激光粉末扩散 (L-PBF),也称为选择性激光熔化,是一种 AM 粉末床工艺。在粉末涂料上涂上一层薄薄的干粉,并用粉末涂料(例如粉末涂料)将其平整。 B. 用刀。振镜扫描仪引导聚焦的激光束,并根据 3D 模型数据选择性地熔化预制区域中的粉末。
传统的制造方法,例如多材料焊接和高速焊接,生产几何形状简单的多种材料的零件。功能梯度材料 (FGM) 中的零件也可以通过离心铸造生产。然而,上述传统制造方法不允许制造具有复杂几何形状和多功能特性的零件。 AM 方法为设计人员和工艺工程师提供了一种新的处理方法,该方法克服了上述缺点,并允许材料成分和性能的空间梯度发生变化。
目前,常用的金属增材焊接技术如线弧增材制造 (WAAM)、L-PBF 和激光定向能量沉积 (L-DED) 用于制造多金属零件。使用粉末材料时,WAAM加工零件的表面粗糙度和尺寸精度远低于L-DED和L-PBF。事实上,WAAM 工艺中来自电弧的热量输入远高于激光束低点 L-DED 和 L-PBF 工艺中的热量。 L-PBF的加工精度优于L-DED,因为前者使用的粉末尺寸、激光光斑和层厚都小于后者。激光束光斑直径:50-80 和 1.0-4.0 µm;层厚:<100 µm,0.25-2 mm。因此,L-BPF 的熔池和热影响面积较小。与上述方法相比,L-PBF 具有加工精度高、自由度高的优点,可以在足够长的激光波长度下打印金属、陶瓷和聚合物等多种材料的复杂零件。
在 L-PBF 工艺中,未熔合的粉末留在粉末床中。因此,将至少两种不同类型的粉末应用于不同的粉末层或相同的粉末层是实施不同材料的L-PBF的技术问题。迄今为止,已经提出了多种材料扩散方法:板扩散、超声扩散、电子照相法和混合粉末+超声板扩散。
这个问题已通过梯度界面和称为 FGM 的两种材料的混合物得到解决。 Scaramuccia 等人 (2020) 通过原位添加粉末混合物并垂直运行 Ti6Al4 L-PBF,改进了 FGM V / In718 模型,使用了两种基于水性回收机翼的粉末。然而,上述的板式粉末分布方案并不能达到在同一层上施加不同粉末的目的。为了解决这个问题,必须在分散第二个灰尘之前清除结构层中的不溶性灰尘(Lappo、Jackson 和 Wood (2003))在激光熔化后引入真空以去除所有不溶性灰尘,然后用水溶解。粉末。)。用这种方法分散第二粉末会导致同一结构层中不同粉末的交叉污染。划伤样品表面会损坏软尖端,从而使截面表面变粗糙,从而导致不同材料之间的界面不规则。
超声波是一种频率大于 20 kHz 的机械波,可由压电或磁致伸缩发生器产生(Vock 等人,2019 年)。超声波可以有效地分散在液体和粉末中,并且已经广泛研究了它们在干粉的选择性定量中的应用。图为典型的双粉尘分离超声波上料机示意图。 1-b。上述说明表明,该工艺可以以恒定的进料速度进料粉末,精度可以达到微观水平。 2008 年,曼彻斯特大学的研究人员展示了使用超声波将粉末床中不同材料的干粉尘颗粒分解成不同的几何图案。它们还具有由多金属材料制成的二维 (2D) 激光打印组件。使用这种方法进行 3D 打印的一个限制因素是超声波粉末点馈送的处理效率非常低。此外,还需要进一步提高该方法得到的粉末层厚度的均匀性。
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