Aplikasi penggunaan kimpalan laser pada keluli nirkarat 2

Aplikasi penggunaan kimpalan laser pada keluli nirkarat

Asas-asas Pengimpalan Laser

Memahami asas-asas pengimpalan laser adalah penting untuk menghasilkan pengimpalan yang kuat dan konsisten pada keluli tahan karat. Proses ini bergantung kepada parameter kawalan yang ketat yang menentukan kedalaman penembusan, lebar pengimpalan, dan saiz zon yang terjejas oleh haba. Konsep-konsep berikut mentakrifkan bagaimana laser berinteraksi dengan keluli tahan karat dan bagaimana pelbagai tetapan mempengaruhi keputusan.

Mod Konduksi VS. Mod Keyhole

Mod Konduksi: Tenaga laser meleburkan permukaan logam, dan haba mengalir ke dalam bahan terutamanya melalui konduksi termal. Ini menghasilkan pengimpalan yang cetek dan lebar dengan penguapan yang minimum—sesuai untuk keratan nipis, input haba yang rendah, dan pengimpalan kosmetik.

Mod Keyhole: Pada ketumpatan kuasa yang lebih tinggi, laser memewapkan logam pada titik fokus sinar, mencipta rongga kecil (keyhole). Sinar menembusi dengan lebih dalam, membolehkan pengimpalan yang sempit tetapi dalam pada keratan yang lebih tebal. Mod ini memberikan penembusan maksimum tetapi memerlukan kawalan yang tepat untuk mengelakkan kebapang dan ketidakstabilan.

Gelombang Selanjar (CW) VS. Terpacu

Gelombang Selanjar (CW): Menyampaikan kuasa yang stabil dan tidak terganggu. Sesuai untuk jahitan panjang yang berterusan di mana kelajuan dan kekonsistenan penembusan adalah keutamaan—biasa digunakan dalam talian pengeluaran automatik.

Terpacu: Menyampaikan tenaga dalam ledakan terkawal. Berguna untuk bahagian yang sensitif terhadap haba, kerja butiran halus, atau pengimpalan titik. Pengimpalan terpacu mengurangkan penyimpangan dan kesan keperangan, menjadikannya sesuai untuk pemasangan presisi dan komponen keluli tahan karat nipis.

Kualiti Sinar, Saiz Titik, dan Tenaga per Unit Panjang

Kualiti Sinar: Kualiti sinar yang lebih tinggi (diukur melalui M²) menghasilkan titik yang lebih kecil dan lebih tumpu, membolehkan jahitan yang lebih halus dan penembusan yang lebih dalam dengan kuasa yang lebih rendah.

Saiz Titik: Titik yang lebih kecil meningkatkan ketumpatan tenaga, menambahkan keupayaan penembusan. Titik yang lebih besar menyebarkan haba, mengurangkan risiko tembusan pada bahan nipis.

Tenaga per Unit Panjang: Keseimbangan kuasa laser dan kelajuan perjalanan menentukan jumlah tenaga input. Terlalu banyak tenaga menyebabkan penyimpangan dan HAZ berlebihan; terlalu sedikit menghasilkan kimpalan lemah atau tidak lengkap.

Ayunan dan Optik Imbasan

Kimpal Ayunan: Melibatkan menggoyangkan alur laser dalam corak kecil sambil bergerak sepanjang jahitan. Meningkatkan penutupan jurang, mengurangkan kepekaan kepada penjajaran, dan boleh menghasilkan manik kimpal yang lebih lebar serta lebih fleksibel.

Optik Imbasan: Menggunakan cermin atau galvanometer untuk menggerakkan alur laser pada kelajuan tinggi di atas benda kerja. Membolehkan perubahan corak yang cepat, pelbagai titik kimpal, dan integrasi dengan pengautomatan. Ia sangat bernilai dalam pengeluaran secara besar-besaran dan geometri yang kompleks.

Keberkesanan kimpalan laser bergantung kepada bagaimana anda mengawal interaksi alur-bahan. Mod konduksi sesuai untuk kimpalan halus dan cetek, manakala mod lubang kunci membolehkan penembusan yang dalam. Mod berterusan (CW) memberikan kelajuan dan kekonsistenan, manakala mod terputus-putus mengawal haba dalam komponen halus. Kualiti alur dan saiz tompok menentukan ketumpatan tenaga, dan padanan tenaga per unit panjang dengan sambungan adalah kritikal untuk kekuatan tanpa rintangan. Teknik lanjutan seperti kimpalan goyang (wobble) dan optik imbasan (scanning) meningkatkan fleksibiliti, menjadikan kimpalan laser sebagai alat yang pelbagai guna untuk pembuatan keluli tahan karat dalam pelbagai industri.

Peraturan Reka Bentuk dan Kesesuaian Sambungan

Dalam kimpalan laser, reka bentuk sambungan dan ketepatan penyesuaian mempunyai kesan langsung terhadap kualiti kimpalan, kebolehan menembusi dan rupa bentuknya. Berbeza dengan sesetengah proses kimpalan arka, kimpalan laser mempunyai rukun yang kurang toleransi terhadap jurang yang besar atau penyelarasan yang salah disebabkan oleh alur yang sempit dan kolam lebur yang kecil. Memilih jenis sambungan yang sesuai, menyediakan tepi dengan betul, dan memastikan penyesuaian yang tepat adalah penting untuk menghasilkan kimpalan keluli tahan karat yang kuat dan bebas kecacatan.

Sambungan Berhujung

Penerangan: Dua bahagian diselaraskan dalam satah yang sama, disambungkan di sepanjang tepi mereka.

Pertimbangan Kimpalan Laser: Berfungsi paling baik dengan jurang yang minimum atau tiada langsung (<0.1 mm untuk keratan nipis). Memerlukan penyediaan tepi yang tepat untuk mengelakkan kegagalan pelakuran. Mod lubang kunci selalunya digunakan untuk keratan yang lebih tebal.

Aplikasi: Panel logam nipis, bekas tekanan, paip.

Sambungan Bertindih

Penerangan: Satu bahagian bertindih dengan bahagian yang lain, dan laser menembusi lapisan atas ke lapisan bawah.

Pertimbangan Kimpalan Laser: Berkesan untuk menyambung ketebalan yang berbeza. Kelimasan mestilah konsisten, dan permukaan mesti bersih untuk mengelakkan kontaminan terperangkap. Slight defocus boleh meningkatkan kekonsistenan penembusan.

Aplikasi: Panel badan kenderaan, enklus, pemasangan struktur nipis.

Juntan Tepi

Penerangan: Bahagian yang disambung pada sudut tertentu, biasanya 90°, dengan logam kimpal diletakkan di sudut tersebut.

Pertimbangan Kimpalan Laser: Sesuai untuk automasi tetapi memerlukan jajaran sambungan yang tepat. Membundarkan tepi boleh meningkatkan capaian bim dalam sudut sempit. Kimpalan goyang boleh membantu memenuhi sambungan secara sekata.

Aplikasi: Rangka, pemegang, struktur kotak.

Tepi dan Sudut

Penerangan: Merangkumi sambungan sudut dan kimpalan tepi, di mana bim memfiusikan bahan pada sempadan.

Pertimbangan Kimpalan Laser: Sangat peka terhadap ralat jajaran. Input haba yang rendah meminimumkan penyongsangan, tetapi pemegang yang teliti diperlukan untuk mengekalkan geometri. Sering digunakan untuk bahagian keluli tahan karat hiasan disebabkan oleh jahitan yang bersih dan kelihatan.

Kekang dan Persiapan

Penerangan: Tepi yang dicondongkan atau disediakan untuk membenarkan penembusan yang lebih dalam atau memuatkan bahan pengisi.

Pertimbangan Kimpalan Laser: Biasa digunakan untuk keratan keluli tahan karat yang lebih tebal apabila penembusan sekali laluan diperlukan. Sudut kekang dan permukaan akar mesti konsisten; kecondongan berlebihan boleh mengurangkan kecekapan sambungan.

Kimpalan Titik

Penerangan: Kimpalan kecil dan sementara yang mengekalkan jajaran bahagian sebelum kimpalan akhir.

Pertimbangan Kimpalan Laser: Menghalang pergerakan bahagian semasa kimpalan dan meminimumkan variasi kelegaan. Kimpalan titik laser adalah pantas, mempunyai penyongsangan yang rendah, dan mudah diotomatisasi. Jarak titik kimpalan perlu sepadan dengan ketebalan bahan dan kekakuan sambungan.

Kimpalan laser memerlukan kepadanan yang ketat dan persediaan sambungan yang konsisten kerana proses ini menghasilkan kolam lebur yang kecil dengan sedikit rujuk kepada jurang atau salah susunan. Sambungan hujung ke hujung memerlukan sentuhan tepi yang hampir sempurna, sambungan bertindih memerlukan permukaan tindih yang bersih, manakala sambungan kampuh mendapat kelebihan daripada capaian ke sudut yang tepat. Tepi, sudut, dan pengecong mesti konsisten bagi memastikan penembusan sepenuhnya, dan kimpalan penahan memastikan bahagian kekal selari semasa kimpalan kelajuan tinggi. Dengan mematuhi peraturan rekabentuk sambungan dan kepadanan ini, kimpalan keluli tahan karat akan menjadi kuat, tepat, dan bersih secara visual.