Laserschweißverfahren
Besonders geschätzt und weit verbreitet ist es in der Automobilindustrie, wo Automobilteile eine der fünf Hauptkategorien des Laserschweißens sind.
Bei der Verwendung in Automobilen kann es das Gewicht der Karosserie reduzieren, die Montagegenauigkeit der Karosserie verbessern, die Steifigkeit der Karosserie erhöhen und die Stanz- und Montagekosten im Herstellungsprozess der Karosserie senken.
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Laser-Selbstschmelz-Stapelschweißverfahren für Automobilteile
Wenn der Laserstrahl mit einer Leistungsdichte in einem bestimmten Bereich (106–107 W/cm2) die Oberfläche des Materials bestrahlt, absorbiert das Material Lichtenergie und wandelt sie in Wärmeenergie um. Das Material wird erhitzt, geschmolzen und verdampft, wodurch eine große Menge Metalldampf entsteht, der von der Oberfläche entweicht. Unter der vom Laser erzeugten Reaktionskraft wird die flüssige Metallschmelze herumgedrückt und bildet Löcher. Je weiter der Laser bestrahlt wird, desto tiefer dringen die Grübchen ein. Wenn der Laser aufhört zu strahlen, fließt die geschmolzene Flüssigkeit um die Vertiefungen zurück, kühlt ab und verfestigt sich. Schweißen Sie die beiden Werkstücke zusammen.
Faktoren, die das Laserschweißen beeinflussen
1. Laserleistung
Beim Laserschweißen gibt es einen Grenzwert für die Laserenergiedichte. Unterhalb dieses Wertes erfolgt nur ein oberflächliches Aufschmelzen des Werkstücks und die Eindringtiefe ist sehr gering, d. h. das Schweißen erfolgt in einer stabilen Wärmeleitungsart; Sobald dieser Wert erreicht oder überschritten wird, wird Plasma erzeugt, was ein Zeichen dafür ist, dass mit dem Fortschritt des stabilen Tiefschweißens die Eindringtiefe stark erhöht wird. Wenn die Laserleistung unter diesem Schwellenwert liegt und die Laserleistungsdichte gering ist, kommt es zu einer unzureichenden Eindringtiefe und sogar zu einem instabilen Schweißprozess.
2. Schweißgeschwindigkeit
Die Schweißgeschwindigkeit hat großen Einfluss auf die Eindringtiefe. Durch Erhöhen der Geschwindigkeit wird die Eindringtiefe flacher. Ist die Geschwindigkeit jedoch zu niedrig, führt dies zu übermäßigem Schmelzen des Materials und Verschweißen des Werkstücks. Daher gibt es für ein bestimmtes Material mit einer bestimmten Laserleistung und einer bestimmten Dicke einen geeigneten Schweißgeschwindigkeitsbereich, und die maximale Eindringtiefe kann bei dem entsprechenden Geschwindigkeitswert erreicht werden.
3. Defokussierungsbetrag
Um eine ausreichende Leistungsdichte aufrechtzuerhalten, ist die Fokusposition entscheidend. Auf jeder vom Laserfokus entfernten Ebene ist die Leistungsdichteverteilung relativ gleichmäßig. Es gibt zwei Defokussierungsmodi: positive Defokussierung und negative Defokussierung. Befindet sich die Fokusebene über dem Werkstück, handelt es sich um eine positive Defokussierung, liegt sie über dem Werkstück, handelt es sich um eine negative Defokussierung. Änderungen im Defokus wirken sich direkt auf die Breite und Tiefe der Schweißnaht aus.
4. Schutzgas
Während des Laserschweißprozesses werden häufig Inertgase zum Schutz des Schmelzbades verwendet, in den meisten Anwendungen werden jedoch häufig Schutzgase wie Argon, Stickstoff und Helium verwendet, um das Werkstück während des Schweißprozesses vor Oxidation und Wegblasen zu schützen das Plasma.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 22. Februar 2024
