1. Uygulama örnekleri
1) Birleştirme panosu
1960'larda Toyota Motor Şirketi ilk kez özel kaynaklı levha teknolojisini benimsedi. Bu teknoloji, iki veya daha fazla levhayı kaynakla birleştirip daha sonra preslemeyi içerir. Bu levhalar farklı kalınlıklara, malzemelere ve özelliklere sahip olabilir. Otomobil performansı ve enerji tasarrufu, çevre koruma, sürüş güvenliği gibi fonksiyonlara yönelik artan gereksinimler nedeniyle, özel kaynak teknolojisi giderek daha fazla ilgi çekmektedir. Levha kaynağı, nokta kaynağı, flaş alın kaynağı gibi yöntemlerle yapılabilir.lazer kaynağıHidrojen ark kaynağı vb. Şu anda,lazer kaynağıEsas olarak yabancı ülkelerde özel kaynaklı levhaların araştırma ve üretiminde kullanılmaktadır.
Test ve hesaplama sonuçları karşılaştırıldığında, sonuçların iyi bir uyum içinde olduğu ve ısı kaynağı modelinin doğruluğunu doğruladığı görülmüştür. Farklı işlem parametreleri altında kaynak dikişinin genişliği hesaplanmış ve kademeli olarak optimize edilmiştir. Son olarak, 2:1 ışın enerji oranı benimsenmiş, çift ışın paralel olarak düzenlenmiş, yüksek enerjili ışın kaynak dikişinin merkezine, düşük enerjili ışın ise kalın plakaya yerleştirilmiştir. Bu sayede kaynak genişliği etkili bir şekilde azaltılabilir. İki ışın birbirine 45 derece açıyla yerleştirildiğinde, ışın sırasıyla kalın plakaya ve ince plakaya etki eder. Etkili ısıtma ışını çapının azalması nedeniyle kaynak genişliği de azalır.
2) Alüminyum çelik farklı metaller
Mevcut çalışma aşağıdaki sonuçlara varmıştır: (1) Işın enerjisi oranı arttıkça, kaynak/alüminyum alaşım arayüzünün aynı konum alanındaki ara metalik bileşiğin kalınlığı kademeli olarak azalır ve dağılımı daha düzenli hale gelir. RS=2 olduğunda, arayüz IMC tabakasının kalınlığı 5-10 mikron arasındadır. Serbest "iğne benzeri" IMC'nin maksimum uzunluğu 23 mikron arasındadır. RS=0,67 olduğunda, arayüz IMC tabakasının kalınlığı 5 mikronun altındadır ve serbest "iğne benzeri" IMC'nin maksimum uzunluğu 5,6 mikrondur. Ara metalik bileşiğin kalınlığı önemli ölçüde azalır.
(2)Paralel çift ışınlı lazer kaynak işleminde kullanıldığında, kaynak/alüminyum alaşım arayüzündeki ara metalik bileşik (IMC) daha düzensizdir. Çelik/alüminyum alaşım birleşim arayüzüne yakın kaynak/alüminyum alaşım arayüzündeki IMC tabakası kalınlığı daha fazladır ve maksimum kalınlığı 23,7 mikrona ulaşır. Işın enerji oranı arttıkça, RS=1,50 olduğunda bile, kaynak/alüminyum alaşım arayüzündeki IMC tabakasının kalınlığı, seri çift ışınlı lazerin aynı bölgesindeki ara metalik bileşiğin kalınlığından daha büyüktür.
3. Alüminyum-lityum alaşımlı T şeklinde bağlantı
2A97 alüminyum alaşımının lazer kaynaklı birleşimlerinin mekanik özellikleri ile ilgili olarak, araştırmacılar mikro sertlik, çekme özellikleri ve yorulma özelliklerini incelemiştir. Test sonuçları şunu göstermektedir: 2A97-T3/T4 alüminyum alaşımının lazer kaynaklı birleşiminin kaynak bölgesi ciddi şekilde yumuşamıştır. Katsayı yaklaşık 0,6'dır ve bu esas olarak çözünme ve ardından güçlendirme fazının çökelmesindeki zorlukla ilgilidir; IPGYLR-6000 fiber lazer ile kaynaklanmış 2A97-T4 alüminyum alaşım birleşiminin mukavemet katsayısı 0,8'e ulaşabilir, ancak plastiklik düşüktür, oysa IPGYLS-4000 fiber lazer ile kaynaklanmış 2A97-T4 alüminyum alaşım birleşiminin mukavemet katsayısı daha yüksektir.lazer kaynağıLazer kaynaklı 2A97-T3 alüminyum alaşımı birleşimlerinin mukavemet katsayısı yaklaşık 0,6'dır; gözenek kusurları, 2A97-T3 alüminyum alaşımı lazer kaynaklı birleşimlerinde yorulma çatlaklarının kaynağıdır.
Senkron modda, farklı kristal morfolojilerine göre, FZ esas olarak sütunlu kristallerden ve eş eksenli kristallerden oluşur. Sütunlu kristaller epitaksiyel EQZ büyüme yönelimine sahiptir ve büyüme yönleri füzyon çizgisine diktir. Bunun nedeni, EQZ tanesinin yüzeyinin hazır bir çekirdeklenme parçacığı olması ve bu yönde ısı dağılımının en hızlı olmasıdır. Bu nedenle, dikey füzyon çizgisinin birincil kristalografik ekseni öncelikli olarak büyür ve yanlar kısıtlanır. Sütunlu kristaller kaynağın merkezine doğru büyüdükçe, yapısal morfoloji değişir ve sütunlu dendritler oluşur. Kaynağın merkezinde, erimiş havuzun sıcaklığı yüksektir, ısı dağılım hızı tüm yönlerde aynıdır ve taneler tüm yönlerde eş eksenli olarak büyüyerek eş eksenli dendritler oluşturur. Eş eksenli dendritlerin birincil kristalografik ekseni numune düzlemine tam olarak teğet olduğunda, metalografik fazda belirgin çiçek benzeri taneler gözlemlenebilir. Ek olarak, kaynak bölgesindeki yerel bileşenlerin aşırı soğumasından etkilenerek, senkron modlu T-şekilli birleşimin kaynak dikişi bölgesinde genellikle eş eksenli ince taneli bantlar ortaya çıkar ve eş eksenli ince taneli banttaki tane morfolojisi, EQZ'nin tane morfolojisinden farklıdır. Aynı görünüm. Heterojen modlu TSTB-LW'nin ısıtma işlemi senkron modlu TSTB-LW'den farklı olduğundan, makromorfoloji ve mikroyapı morfolojisinde belirgin farklılıklar vardır. Heterojen modlu TSTB-LW T-şekilli birleşimi iki termal döngü geçirmiştir ve çift erime havuzu özelliği göstermektedir. Kaynak içinde belirgin bir ikincil füzyon çizgisi vardır ve termal iletim kaynağı ile oluşan erime havuzu küçüktür. Heterojen modlu TSTB-LW işleminde, derin penetrasyonlu kaynak, termal iletim kaynağının ısıtma işleminden etkilenir. İkincil füzyon hattına yakın sütunlu ve eş eksenli dendritler daha az alt tane sınırına sahiptir ve sütunlu veya hücresel kristallere dönüşür; bu da termal iletkenlik kaynağının ısıtma işleminin derin penetrasyonlu kaynaklar üzerinde ısıl işlem etkisi yarattığını gösterir. Ayrıca, termal iletkenlik kaynağının merkezindeki dendritlerin tane boyutu 2-5 mikron olup, derin penetrasyonlu kaynağın merkezindeki dendritlerin tane boyutundan (5-10 mikron) çok daha küçüktür. Bu durum esas olarak her iki taraftaki kaynakların maksimum ısınmasıyla ilgilidir. Sıcaklık, daha sonraki soğuma hızıyla ilişkilidir.
3) Çift ışınlı lazer toz kaplama kaynağının prensibi
4)Yüksek lehim bağlantı dayanımı
Çift ışınlı lazer toz biriktirme kaynak deneyinde, iki lazer ışını köprü telinin her iki tarafına yan yana dağıtıldığından, lazer ve alt tabaka arasındaki mesafe tek ışınlı lazer toz biriktirme kaynağına göre daha geniştir ve elde edilen lehim bağlantıları köprü teline diktir. Tel yönü nispeten daha uzundur. Şekil 3.6, tek ışınlı ve çift ışınlı lazer toz biriktirme kaynağı ile elde edilen lehim bağlantılarını göstermektedir. Kaynak işlemi sırasında, çift ışınlı olup olmaması önemli bir fark yaratmaktadır.lazer kaynağıyöntem veya tek ışınlılazer kaynağıBu yöntemde, ısı iletimi yoluyla ana malzeme üzerinde belirli bir erimiş havuz oluşturulur. Bu şekilde, erimiş havuzdaki erimiş ana malzeme metali, erimiş kendiliğinden eriyen alaşım tozu ile metalurjik bir bağ oluşturarak kaynak işlemini gerçekleştirir. Kaynak için çift ışınlı lazer kullanıldığında, lazer ışını ile ana malzeme arasındaki etkileşim, iki lazer ışınının etki alanları arasındaki etkileşimdir; yani, lazerin malzeme üzerinde oluşturduğu iki erimiş havuz arasındaki etkileşimdir. Bu şekilde, ortaya çıkan yeni füzyon alanı, tek ışınlı lazere göre daha büyüktür.lazer kaynağıBu nedenle çift ışın yöntemiyle elde edilen lehim bağlantılarılazer kaynağıtek ışınlı sistemlerden daha güçlüdürlerlazer kaynağı.
2. Yüksek lehimlenebilirlik ve tekrarlanabilirlik
Tek ışınlı sistemdelazer kaynağıDeneyde, lazerin odaklanmış noktasının merkezi doğrudan mikro köprü teline etki ettiğinden, köprü teli için çok yüksek gereksinimler söz konusudur.lazer kaynağıLazer enerji yoğunluğu dağılımındaki düzensizlik ve alaşım tozu kalınlığındaki düzensizlik gibi işlem parametreleri, kaynak işlemi sırasında tel kopmasına ve hatta köprü telinin doğrudan buharlaşmasına yol açabilir. Çift ışınlı lazer kaynak yönteminde, iki lazer ışınının odaklanmış nokta merkezleri mikro köprü tellerine doğrudan etki etmediğinden, köprü tellerinin lazer kaynak işlem parametrelerine ilişkin katı gereksinimler azalır ve kaynaklanabilirlik ve tekrarlanabilirlik büyük ölçüde iyileştirilir.
Yayın tarihi: 17 Ekim 2023
