1. Laserschweißen
Laserschweißen: Laserstrahlung erwärmt die zu bearbeitende Oberfläche und die Oberflächenwärme diffundiert durch Wärmeleitung nach innen. Durch die Steuerung von Laserparametern wie Laserimpulsbreite, Energie, Spitzenleistung und Wiederholfrequenz wird das Werkstück geschmolzen, um ein bestimmtes Schmelzbad zu bilden.
▲Punktschweißen von Schweißteilen
▲Kontinuierliches Laserschweißen
Das Laserschweißen kann durch den Einsatz kontinuierlicher oder gepulster Laserstrahlen erreicht werden. Die Prinzipien des Laserschweißens lassen sich in Wärmeleitungsschweißen und Lasertiefschweißen unterteilen. Wenn die Leistungsdichte weniger als 10–10 W/cm beträgt, handelt es sich um ein Wärmeleitungsschweißen, bei dem die Eindringtiefe gering und die Schweißgeschwindigkeit langsam ist; Wenn die Leistungsdichte mehr als 10–10 W/cm beträgt, wird die Metalloberfläche aufgrund der Hitze zu einem „Loch“ konkav, wodurch eine tiefe Schweißnaht entsteht, die sich durch eine hohe Schweißgeschwindigkeit und eine große Tiefe/Breite auszeichnet Verhältnis.
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Die Laserschweißtechnologie wird häufig in hochpräzisen Fertigungsbereichen wie Automobilen, Schiffen, Flugzeugen und Hochgeschwindigkeitsbahnen eingesetzt. Es hat die Lebensqualität der Menschen erheblich verbessert und die Haushaltsgeräteindustrie in das Zeitalter der Präzisionsfertigung geführt.
Insbesondere nachdem Volkswagen die 42-Meter-Nahtlosschweißtechnologie entwickelt hatte, die die Integrität und Stabilität der Karosserie erheblich verbesserte, brachte die Haier Group, ein führendes Haushaltsgeräteunternehmen, feierlich die erste Waschmaschine auf den Markt, die mit Laser-Nahtlosschweißtechnologie hergestellt wurde. Fortschrittliche Lasertechnologie kann große Veränderungen im Leben der Menschen bewirken. 2
2. Laser-Hybridschweißen
Das Laser-Hybridschweißen ist eine Kombination aus Laserstrahlschweißen und MIG-Schweißtechnologie zur Erzielung der besten Schweißwirkung, Schnelligkeit und Schweißüberbrückungsfähigkeit und ist derzeit die fortschrittlichste Schweißmethode.
Die Vorteile des Laser-Hybridschweißens sind: hohe Geschwindigkeit, geringe thermische Verformung, kleiner Wärmeeinflussbereich und Gewährleistung der Metallstruktur und der mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht.
Neben dem Schweißen dünnblechiger Strukturteile von Automobilen eignet sich das Laser-Hybridschweißen auch für viele andere Anwendungen. Diese Technologie wird beispielsweise bei der Herstellung von Betonpumpen und Mobilkranauslegern eingesetzt. Diese Prozesse erfordern die Verarbeitung hochfester Stähle. Herkömmliche Technologien erhöhen häufig die Kosten, da andere Hilfsprozesse (z. B. Vorwärmen) erforderlich sind.
Darüber hinaus kann diese Technologie auch bei der Herstellung von Schienenfahrzeugen und konventionellen Stahlkonstruktionen (wie Brücken, Kraftstofftanks usw.) angewendet werden.
3. Reibrührschweißen
Beim Rührreibschweißen werden Reibungswärme und plastische Verformungswärme als Schweißwärmequellen genutzt. Der Reibrührschweißprozess besteht darin, dass eine Rührnadel in Form eines Zylinders oder einer anderen Form (z. B. eines Zylinders mit Gewinde) in die Verbindung des Werkstücks eingeführt wird und die Hochgeschwindigkeitsrotation des Schweißkopfs dazu führt, dass dieser am Schweißwerkstück reibt Material, wodurch sich die Temperatur des Materials am Verbindungsteil erhöht und es erweicht.
Während des Reibrührschweißprozesses muss das Werkstück fest auf dem Stützteller fixiert sein und der Schweißkopf rotiert mit hoher Geschwindigkeit, während er sich relativ zum Werkstück entlang der Werkstückfuge bewegt.
Der hervorstehende Abschnitt des Schweißkopfes ragt in das Material hinein, um Reibung und Rühren zu erzeugen, und die Schulter des Schweißkopfes erzeugt durch Reibung mit der Oberfläche des Werkstücks Wärme und dient dazu, das Überlaufen des plastischen Zustandsmaterials zu verhindern, und kann dies auch tun spielen eine Rolle bei der Entfernung des Oberflächenoxidfilms.
Am Ende des Reibrührschweißens bleibt am Anschluss ein Schlüsselloch übrig. Normalerweise kann dieses Schlüsselloch abgeschnitten oder mit anderen Schweißmethoden verschlossen werden.
Durch Reibrührschweißen kann das Schweißen zwischen unterschiedlichen Materialien wie Metallen, Keramik, Kunststoffen usw. realisiert werden. Reibrührschweißen weist eine hohe Schweißqualität auf, erzeugt nicht leicht Fehler und lässt sich leicht mechanisieren, automatisieren, stabile Qualität und niedrige Kosten erzielen hohe effizienz.
4. Elektronenstrahlschweißen
Beim Elektronenstrahlschweißen handelt es sich um ein Schweißverfahren, bei dem die Wärmeenergie genutzt wird, die durch den beschleunigten und fokussierten Elektronenstrahl erzeugt wird, der auf die im Vakuum oder Nicht-Vakuum befindliche Schweißkonstruktion trifft.
Das Elektronenstrahlschweißen wird in vielen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Atomenergie, der nationalen Verteidigungs- und Militärindustrie, der Automobilindustrie sowie in der Elektro- und Elektrotechnik häufig eingesetzt, da keine Schweißstäbe erforderlich sind, es nicht leicht zu oxidieren ist und die Wiederholbarkeit des Prozesses gut ist geringe thermische Verformung.
Funktionsprinzip des Elektronenstrahlschweißens
Elektronen entweichen aus dem Emitter (Kathode) in der Elektronenkanone. Unter Einwirkung der Beschleunigungsspannung werden die Elektronen auf die 0,3- bis 0,7-fache Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und verfügen über eine bestimmte kinetische Energie. Anschließend werden sie durch die Wirkung der elektrostatischen Linse und der elektromagnetischen Linse in der Elektronenkanone zu einem Elektronenstrahl mit hoher Erfolgsdichte konvergiert.
Dieser Elektronenstrahl trifft auf die Oberfläche des Werkstücks und die kinetische Energie der Elektronen wird in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch das Metall schnell schmilzt und verdampft. Unter der Einwirkung von Hochdruck-Metalldampf wird schnell ein kleines Loch in die Oberfläche des Werkstücks „gebohrt“, auch „Schlüsselloch“ genannt. Während sich der Elektronenstrahl und das Werkstück relativ zueinander bewegen, fließt das flüssige Metall um das kleine Loch herum zur Rückseite des Schmelzbades, kühlt ab und verfestigt sich, um eine Schweißnaht zu bilden.
▲Elektronenstrahlschweißgerät
Hauptmerkmale des Elektronenstrahlschweißens
Der Elektronenstrahl verfügt über ein starkes Durchdringungsvermögen, eine extrem hohe Leistungsdichte, ein großes Schweißtiefen-Breiten-Verhältnis von bis zu 50:1, ermöglicht die einmalige Umformung dicker Materialien und die maximale Schweißdicke erreicht 300 mm.
Gute Schweißzugänglichkeit, schnelle Schweißgeschwindigkeit, im Allgemeinen über 1 m/min, kleine Wärmeeinflusszone, geringe Schweißverformung und hohe Präzision der Schweißstruktur.
Die Elektronenstrahlenergie kann angepasst werden, die Dicke des geschweißten Metalls kann von 0,05 mm bis zu 300 mm dick sein, ohne Abschrägung und einmalige Schweißformung, was mit anderen Schweißmethoden nicht erreichbar ist.
Die Palette der mit dem Elektronenstrahl schweißbaren Materialien ist relativ groß und eignet sich insbesondere zum Schweißen von Aktivmetallen, Refraktärmetallen und Werkstücken mit hohen Qualitätsanforderungen.
5. Ultraschall-Metallschweißen
Das Ultraschall-Metallschweißen ist eine spezielle Methode zum Verbinden gleicher oder unterschiedlicher Metalle mithilfe der mechanischen Schwingungsenergie der Ultraschallfrequenz.
Beim Ultraschallschweißen von Metall wird weder Strom noch eine Hochtemperaturwärmequelle auf das Werkstück angewendet. Es wandelt lediglich die Vibrationsenergie des Rahmens in Reibungsarbeit, Verformungsenergie und einen begrenzten Temperaturanstieg im Werkstück unter statischem Druck um. Die metallurgische Verbindung zwischen den Verbindungen erfolgt durch Festkörperschweißen, ohne dass das Grundmaterial schmilzt.
Es bekämpft effektiv die beim Widerstandsschweißen entstehenden Spritzer- und Oxidationsphänomene. Mit dem Ultraschall-Metallschweißgerät können Einzelpunktschweißungen, Mehrpunktschweißungen und Kurzstreifenschweißungen an dünnen Drähten oder dünnen Blechen aus Nichteisenmetallen wie Kupfer, Silber, Aluminium und Nickel durchgeführt werden. Es kann häufig zum Schweißen von Thyristorleitungen, Sicherungsblechen, elektrischen Leitungen, Polstücken und Polschuhen von Lithiumbatterien verwendet werden.
Beim Ultraschall-Metallschweißen werden hochfrequente Vibrationswellen auf die zu schweißende Metalloberfläche übertragen. Unter Druck reiben die beiden Metalloberflächen aneinander und es kommt zu einer Verschmelzung der Molekülschichten.
Die Vorteile des Ultraschall-Metallschweißens sind schnelle, energiesparende, hohe Schmelzfestigkeit, gute Leitfähigkeit, keine Funken und nahezu kalte Verarbeitung; Die Nachteile bestehen darin, dass die geschweißten Metallteile nicht zu dick sein dürfen (im Allgemeinen kleiner oder gleich 5 mm), der Schweißpunkt nicht zu groß sein darf und Druck erforderlich ist.
6. Abbrennstumpfschweißen
Das Prinzip des Abbrennstumpfschweißens besteht darin, mit einer Stumpfschweißmaschine das Metall an beiden Enden in Kontakt zu bringen, einen starken Niederspannungsstrom durchzulassen und nach dem Erhitzen des Metalls auf eine bestimmte Temperatur und dem Erweichen ein axiales Druckschmieden zur Formung durchzuführen eine Stumpfschweißverbindung.
Bevor sich die beiden Schweißnähte berühren, werden diese durch zwei Klemmelektroden geklemmt und an die Stromversorgung angeschlossen. Die bewegliche Klemme wird bewegt, und die Endflächen der beiden Schweißnähte berühren sich leicht und werden zum Erhitzen eingeschaltet. An der Kontaktstelle entsteht durch Erhitzen flüssiges Metall, das explodiert und die Funken zu Blitzen versprühen. Die bewegliche Klemme wird kontinuierlich bewegt und es treten kontinuierlich Blitze auf. Die beiden Enden der Schweißnaht werden erhitzt. Nach Erreichen einer bestimmten Temperatur werden die Stirnflächen der beiden Werkstücke zusammengedrückt, die Schweißstromversorgung unterbrochen und sie fest miteinander verschweißt.
Der Kontaktpunkt wird durch Erhitzen der Schweißverbindung mit Widerstand verschweißt, wodurch das Endflächenmetall der Schweißnaht schmilzt und die obere Kraft schnell aufgebracht wird, um die Schweißung abzuschließen.
Das Abbrennstumpfschweißen von Bewehrungsstäben ist ein Druckschweißverfahren, bei dem zwei Bewehrungsstäbe stumpf miteinander verbunden werden. Dabei wird die Widerstandswärme, die durch den durch den Kontaktpunkt der beiden Bewehrungsstäbe fließenden Schweißstrom erzeugt wird, zum Schmelzen des Metalls am Kontaktpunkt genutzt und es entstehen starke Spritzer , bildet Blitze, wird von einem stechenden Geruch begleitet, setzt Spurenmoleküle frei und übt schnell eine hohe Schmiedekraft aus, um den Prozess abzuschließen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. August 2024
