Ke hoʻohālikelike ʻia me ka ʻenehana kuʻihao kuʻuna,kuʻihao laserhe mau pono kūlike ʻole i ka pololei o ka wili ʻana, ka pono, ka hilinaʻi, ka automation a me nā ʻano ʻē aʻe. I nā makahiki i hala iho nei, ua ulu wikiwiki ia ma nā kahua o nā kaʻa, ka ikehu, nā mea uila a me nā kahua ʻē aʻe, a ua manaʻo ʻia ʻo ia kekahi o nā ʻenehana hana hoʻohiki nui loa i ke kenekulia 21.
1. ʻIkepili o ke kukuna pāluakuʻihao laser
Kukui pāluakuʻihao laserʻO ke ʻano o ka hoʻohana ʻana i nā ʻano hana optical e hoʻokaʻawale i ka laser like i ʻelua mau kukuna mālamalama no ka hoʻopili ʻana, a i ʻole e hoʻohana i ʻelua ʻano lasers like ʻole e hui pū ai, e like me ka laser CO2, Nd: YAG laser a me ka laser semiconductor mana kiʻekiʻe. Hiki ke hui pū ʻia nā mea āpau. Ua manaʻo nui ʻia e hoʻoponopono i ka hiki ke hoʻololi i ka hoʻopili ʻana o ka hoʻopili laser i ka pololei o ka ʻākoakoa, hoʻomaikaʻi i ke kūpaʻa o ke kaʻina hana hoʻopili, a hoʻomaikaʻi i ka maikaʻi o ka hoʻopili ʻana. Kukuna pāluakuʻihao laserhiki ke hoʻololi maʻalahi a maʻalahi hoʻi i ke kahua mahana wiliwili ma ka hoʻololi ʻana i ka lakio ikehu kukuna, ka mamao kukuna, a me ke ʻano hoʻolaha ikehu o nā kukuna laser ʻelua, e hoʻololi ana i ke ʻano ola o ka puka kī a me ke ʻano kahe o ka metala wai i loko o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia. Hāʻawi i kahi koho ākea o nā kaʻina hana wiliwili. ʻAʻole wale ia he mau pono o ka nuikuʻihao laserkomo ʻana, wikiwiki wikiwiki a me ke kiko kiʻekiʻe, akā kūpono hoʻi no nā mea a me nā hui i paʻakikī ke hoʻopili me nā mea maʻamaukuʻihao laser.
No ke kukuna pāluakuʻihao laser, kūkākūkā mua mākou i nā ʻano hana hoʻokō o ka laser kukuna pālua. Hōʻike ka palapala piha he ʻelua mau ala nui e hoʻokō ai i ka wili ʻana i nā kukuna pālua: ka hoʻoili ʻana i ka nānā ʻana a me ka nānā ʻana i ka noʻonoʻo. ʻO ke kikoʻī, hoʻokō ʻia kekahi ma ka hoʻoponopono ʻana i ke kihi a me ka mamao o ʻelua mau laser ma o nā aniani kikoʻī a me nā aniani collimating. Hoʻokō ʻia kekahi ma ka hoʻohana ʻana i kahi kumu laser a laila e kālele ana ma o nā aniani hōʻike, nā aniani transmissive a me nā aniani ʻano wedge e hoʻokō i nā kukuna pālua. No ke ʻano mua, aia ʻekolu mau ʻano nui. ʻO ke ʻano mua, ʻo ia ke hoʻopili ʻana i ʻelua mau laser ma o nā fiber optical a hoʻokaʻawale iā lākou i ʻelua mau kukuna like ʻole ma lalo o ke aniani collimating like a me ke aniani kikoʻī. ʻO ka lua, ʻo ia ka hoʻopuka ʻana o ʻelua mau laser i nā kukuna laser ma o ko lākou mau poʻo wili, a ua hoʻokumu ʻia kahi kukuna pālua ma ka hoʻoponopono ʻana i ke kūlana spatial o nā poʻo wili. ʻO ke kolu o ke ʻano, ʻo ia ka hoʻokaʻawale mua ʻana o ke kukuna laser ma o ʻelua mau aniani 1 a me 2, a laila e kālele ʻia e ʻelua mau aniani kikoʻī 3 a me 4. Hiki ke hoʻololi ʻia ke kūlana a me ka mamao ma waena o nā wahi kikowaena ʻelua ma ka hoʻoponopono ʻana i nā kihi o nā aniani kālele ʻelua 3 a me 4. ʻO ka lua o ke ʻano hana, ʻo ia ka hoʻohana ʻana i kahi laser paʻa e hoʻokaʻawale i ke kukui e hoʻokō i nā kukuna pālua, a hoʻoponopono i ke kihi a me ka mamao ma o ke aniani kuanaʻike a me ke aniani kālele. Hōʻike nā kiʻi hope ʻelua ma ka lālani mua ma lalo nei i ka ʻōnaehana spectroscopic o kahi laser CO2. Hoʻololi ʻia ke aniani pālahalaha me kahi aniani ʻano wedge a kau ʻia i mua o ke aniani kālele e hoʻokaʻawale i ke kukui e hoʻokō i ke kukui pālua like.
Ma hope o ka hoʻomaopopo ʻana i ka hoʻokō ʻana o nā kaola pālua, e hoʻolauna pōkole kākou i nā loina a me nā ʻano hana kuʻihao. I loko o ke kaola pāluakuʻihao laserkaʻina hana, aia ʻekolu mau hoʻonohonoho kukuna maʻamau, ʻo ia hoʻi ka hoʻonohonoho serial, ka hoʻonohonoho like a me ka hoʻonohonoho hybrid. lole, ʻo ia hoʻi, aia kahi mamao ma ke kuhikuhi wili a me ke kuhikuhi kū pololei o ka wili. E like me ka mea i hōʻike ʻia ma ka lālani hope o ke kiʻi, e like me nā ʻano like ʻole o nā lua liʻiliʻi a me nā loko i hoʻoheheʻe ʻia e kū mai ana ma lalo o nā wahi like ʻole i ka wā o ke kaʻina hana wili serial, hiki ke hoʻokaʻawale hou ʻia i nā melts hoʻokahi. Aia ʻekolu mau kūlana: loko, loko i hoʻoheheʻe maʻamau a me ka loko i hoʻoheheʻe ʻia. ʻO nā ʻano o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia hoʻokahi a me ka loko i hoʻoheheʻe ʻia ua like ia me nā mea hoʻokahikuʻihao laser, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻikuhi hoʻohālike helu. Aia nā hopena kaʻina hana like ʻole no nā ʻano like ʻole.
ʻAno 1: Ma lalo o kahi mamao kikoʻī, ʻelua mau lua kī kukuna e hana i kahi lua kī nui maʻamau i loko o ka loko hoʻoheheʻe like; no ke ʻano 1, ua hōʻike ʻia ua hoʻohana ʻia kekahi kukuna o ke kukui e hana i kahi lua liʻiliʻi, a ʻo kekahi kukuna o ke kukui e hoʻohana ʻia no ka hoʻopili ʻana i ka wela, hiki ke hoʻomaikaʻi maikaʻi i nā ʻano kūkulu o ke kila kalapona kiʻekiʻe a me ke kila alloy.
ʻAno 2: E hoʻonui i ka mamao o nā kiko ma ka loko hoʻoheheʻe like, e hoʻokaʻawale i nā kukuna ʻelua i ʻelua mau puka kī kūʻokoʻa, a hoʻololi i ke ʻano kahe o ka loko hoʻoheheʻe; no ke ʻano 2, ua like kāna hana me ka hoʻopili ʻana i nā kukuna uila ʻelua, Hoʻemi i ka spatter weld a me nā welds maʻamau ʻole ma ka lōʻihi focal kūpono.
ʻAno 3: E hoʻonui hou i ka mamao o nā kiko a hoʻololi i ka lakio ikehu o nā kukuna ʻelua, i hoʻohana ʻia kekahi o nā kukuna ʻelua ma ke ʻano he kumu wela e hana i ka hana mua a i ʻole ka hana ma hope o ka hoʻopili ʻana i ka wā o ke kaʻina hana hoʻopili, a hoʻohana ʻia kekahi kukuna e hana i nā lua liʻiliʻi. No ke ʻano 3, ua ʻike ʻia ke aʻo ʻana ua hana nā kukuna ʻelua i kahi lua kī, ʻaʻole maʻalahi ka hiolo ʻana o ka lua liʻiliʻi, a ʻaʻole maʻalahi ka hoʻopili ʻana i nā pores.
2. Ka hopena o ke kaʻina hana kuʻihao ma ka maikaʻi o ka kuʻihao
Ka hopena o ka ratio beam-energy serial ma ke kūkulu ʻana o ka seam welding
Ke 2kW ka mana laser, ʻo ka wikiwiki o ka wili ʻana he 45 mm/s, ʻo ka nui o ka defocus he 0mm, a ʻo ka mamao o ke kukuna he 3 mm, ʻo ke ʻano o ka ʻili wili i ka wā e hoʻololi ai iā RS (RS= 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi. Ke 0.50 a me 2.00, ua ʻoki nui ʻia ka wili, a ʻoi aku ka nui o ka pīpī ma ka lihi o ka wili, me ka ʻole o ka hoʻokumu ʻana i nā ʻano unahi iʻa maʻamau. ʻO kēia no ka mea ke liʻiliʻi a nui paha ka lakio ikehu kukuna, ua nui loa ka ikehu laser, e hoʻoulu ai i ka pinhole laser e oscillate koʻikoʻi i ka wā o ke kaʻina hana wili, a ʻo ke kaomi recoil o ka mahu ke kumu o ka hoʻokuʻu ʻana a me ka pīpī ʻana o ka metala loko i hoʻoheheʻe ʻia i loko o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia; ʻO ka hoʻokomo wela nui e hoʻoulu ai i ka hohonu o ke komo ʻana o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia ma ka ʻaoʻao alumini alloy e nui loa, e hoʻoulu ai i ka emi ʻana ma lalo o ka hana o ke kaumaha. Ke RS=0.67 a me 1.50, ua like ke ʻano unahi iʻa ma ka ʻili wili, ʻoi aku ka nani o ke ʻano wili, a ʻaʻohe māwae wela wili i ʻike ʻia, nā pores a me nā kīnā wili ʻē aʻe ma ka ʻili wili. ʻO nā ʻano ʻāpana kea o nā wili me nā lakio ikehu kukuna like ʻole RS e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi. ʻO ke ʻano kea o nā wili ma ke ʻano "kīʻaha waina" maʻamau, e hōʻike ana ua hana ʻia ke kaʻina hana wili ma ke ʻano wili hohonu laser. He mana koʻikoʻi ko RS i ka hohonu komo P2 o ka wili ma ka ʻaoʻao alumini. Ke lakio ikehu kukuna RS=0.5, ʻo P2 he 1203.2 microns. Ke lakio ikehu kukuna RS=0.67 a me 1.5, ua emi nui ʻo P2, ʻo ia hoʻi he 403.3 microns a me 93.6 microns. Ke lakio ikehu kukuna RS=2, ʻo ka hohonu komo wili o ka ʻāpana kea hui he 1151.6 microns.
Ka hopena o ka lakio ikehu-kukui like ma ke kūkulu ʻana o ka humuhumu kuʻi
Ke 2.8kW ka mana laser, ʻo ka wikiwiki o ka wili ʻana he 33mm/s, ʻo ka nui o ka defocus he 0mm, a ʻo ka mamao o ke kukuna he 1mm, loaʻa ka ʻili wili ma ka hoʻololi ʻana i ka lakio ikehu kukuna (RS=0.25, 0.5, 0.67, 1.5, 2, 4). Hōʻike ʻia ke ʻano ma ke kiʻi. Ke RS=2, ʻano ʻē ke ʻano unahi iʻa ma ka ʻili o ka wili. Ua hoʻokumu maikaʻi ʻia ka ʻili o ka wili i loaʻa e nā lakio ikehu kukuna ʻelima ʻē aʻe, a ʻaʻohe hemahema i ʻike ʻia e like me nā pores a me ka spatter. No laila, i hoʻohālikelike ʻia me ka serial dual-beamkuʻihao laser, ʻoi aku ka like a me ka nani o ka ʻili weld e hoʻohana ana i nā kaola pālua like. Ke RS=0.25, aia kahi emi iki i loko o ka weld; i ka piʻi mālie ʻana o ka lakio ikehu beam (RS=0.5, 0.67 a me 1.5), ua like ka ʻili o ka weld a ʻaʻohe emi i hana ʻia; akā naʻe, i ka piʻi hou ʻana o ka lakio ikehu beam (RS=1.50, 2.00), akā aia nā emi ma ka ʻili o ka weld. Ke like ka lakio ikehu beam RS=0.25, 1.5 a me 2, ʻo ke ʻano ʻāpana o ka weld he "ʻano aniani waina"; i ka wā e like me RS=0.50, 0.67 a me 1, ʻo ke ʻano ʻāpana o ka weld he "ʻano funnel". I ka wā e like me RS=4, ʻaʻole wale nā māwae i hana ʻia ma lalo o ka weld, akā ua hana ʻia kekahi mau pores ma ka ʻaoʻao waena a me lalo o ka weld. I ka wā e like me RS=2, ʻike ʻia nā pores hana nui i loko o ka weld, akā ʻaʻohe māwae i ʻike ʻia. Ke RS=0.5, 0.67 a me 1.5, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka hohonu komo ʻana o P2 o ka wili ʻia ma ka ʻaoʻao alumini, a ua hoʻokumu maikaʻi ʻia ka ʻāpana kea o ka wili ʻia a ʻaʻohe hemahema wili maopopo i hoʻokumu ʻia. Hōʻike kēia mau mea he hopena koʻikoʻi nō hoʻi ka lakio ikehu kukuna i ka wā o ka wili ʻana o ka laser kukuna pālua like i ka komo ʻana o ka wili a me nā hemahema wili.
Kaula like - ka hopena o ka mamao o ke kaula ma ke kūkulu ʻana i ka humuhumu kuʻi
Ke 2.8kW ka mana laser, ʻo ka wikiwiki o ka wili ʻana he 33mm/s, ʻo ka nui o ka defocus he 0mm, a ʻo ka lakio ikehu kukuna RS=0.67, e hoʻololi i ka mamao kukuna (d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm) e loaʻa ai ke ʻano o ka ʻili wili e like me ke kiʻi e hōʻike nei. Ke d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, he laumania a palahalaha ka ʻili o ka wili, a he nani ke ʻano; he maʻamau a nani ke ʻano unahi iʻa o ka wili, a ʻaʻohe pores i ʻike ʻia, nā māwae a me nā kīnā ʻē aʻe. No laila, ma lalo o nā kūlana mamao kukuna ʻehā, ua hoʻokumu maikaʻi ʻia ka ʻili wili. Eia kekahi, ke d=2 mm, ua hoʻokumu ʻia ʻelua mau wili like ʻole, e hōʻike ana ʻaʻole hana hou nā kukuna laser ʻelua ma kahi loko i hoʻoheheʻe ʻia, a ʻaʻole hiki ke hana i kahi wili hybrid laser kukuna pālua maikaʻi. Ke 0.5mm ka mamao o ke kaola, he "ʻano funnel" ka wili, ʻo ka hohonu komo P2 o ka wili ma ka ʻaoʻao alumini me ka hui hao he 712.9 microns, a ʻaʻohe māwae, pores a me nā kīnā ʻē aʻe i loko o ka wili. Ke hoʻomau nei ka piʻi ʻana o ka mamao o ke kaola, emi nui ka hohonu komo P2 o ka wili ma ka ʻaoʻao alumini me ka hui hao. Ke 1 mm ka mamao o ke kaola, ʻo ka hohonu komo o ka wili ma ka ʻaoʻao alumini me ka hui hao he 94.2 microns wale nō. Ke piʻi hou aku ka mamao o ke kaola, ʻaʻole hana ka wili i ka komo maikaʻi ma ka ʻaoʻao alumini me ka hui hao. No laila, ke 0.5mm ka mamao o ke kaola, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hopena hui hou ʻana o ke kaola pālua. Ke piʻi ka mamao o ke kaola, emi nui ka hoʻokomo wela o ka wili, a e ʻoi aku ka ʻino o ka hopena hui hou ʻana o ka laser ʻelua kaola.
ʻO ka ʻokoʻa o ke ʻano o ka weld i hana ʻia e ke kahe like ʻole a me ka hoʻopaʻa ʻana o ka waihona i hoʻoheheʻe ʻia i ka wā o ke kaʻina hana kuʻi. ʻAʻole hiki i ke ʻano hoʻohālike helu ke hoʻolilo i ka loiloi koʻikoʻi o ka waihona i hoʻoheheʻe ʻia i mea maʻalahi, akā e hōʻemi pū i ke kumukūʻai hoʻokolohua. Hōʻike ke kiʻi ma lalo nei i nā loli i ka waihona i hoʻoheheʻe ʻia me kahi kaola hoʻokahi, nā hoʻonohonoho like ʻole a me ka mamao o nā wahi. ʻO nā hopena nui: (1) I ka wā o ka kaola hoʻokahikuʻihao laserkaʻina hana, ʻo ka hohonu o ka lua o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia ka hohonu loa, aia kahi hanana o ka hiolo ʻana o ka lua, he ʻano ʻole ka paia o ka lua, a ʻaʻole like ka hoʻolaha ʻana o ke kahua kahe kokoke i ka paia o ka lua; kokoke i ka ʻili hope o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia He ikaika ka reflow, a aia ka reflow i luna ma lalo o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia; ʻano like a lohi ka hoʻolaha ʻana o ke kahua kahe o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia ma ka ʻili, a ʻaʻole like ka laulā o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia ma ke kuhikuhi hohonu. Aia ka haunaele i hoʻokumu ʻia e ke kaomi recoil paia i loko o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia ma waena o nā lua liʻiliʻi i loko o ka beam pāluakuʻihao laser, a aia mau ia ma ke kuhikuhi hohonu o nā lua liʻiliʻi. Ke hoʻomau nei ka piʻi ʻana o ka mamao ma waena o nā kukuna ʻelua, e neʻe mālie ana ka nui o ka ikehu o ke kukuna mai kahi piko hoʻokahi i kahi kūlana piko pālua. Aia kahi waiwai liʻiliʻi ma waena o nā piko ʻelua, a emi mālie ka nui o ka ikehu. (2) No ke kukuna pāluakuʻihao laser, i ka wā he 0-0.5mm ka mamao o ke kiko, e emi iki ana ka hohonu o nā lua liʻiliʻi o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia, a ua like ke ʻano o ke kahe ʻana o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia me ko ka kukuna hoʻokahi.kuʻihao laser; ke ʻoi aku ka mamao o ka wahi ma mua o 1mm, ua hoʻokaʻawale loa ʻia nā lua liʻiliʻi, a i ka wā o ke kaʻina hana kuʻihao ʻAneʻane ʻaʻohe pilina ma waena o nā lasers ʻelua, ʻo ia hoʻi me ʻelua mau kuʻihao laser hoʻokahi-kukui like/ʻelua me ka mana o 1750W. ʻAneʻane ʻaʻohe hopena hoʻomehana mua, a ua like ke ʻano o ke kahe ʻana o ka loko wai hoʻoheheʻe me ke kuʻihao laser hoʻokahi-kukui. (3) Ke ʻoi aku ka mamao o ka wahi ma 0.5-1mm, ʻoi aku ka palahalaha o ka ʻili o ka paia o nā lua liʻiliʻi i nā hoʻonohonoho ʻelua, e emi mālie ana ka hohonu o nā lua liʻiliʻi, a e hoʻokaʻawale mālie ana ka lalo. ʻO ka haunaele ma waena o nā lua liʻiliʻi a me ke kahe o ka loko wai hoʻoheheʻe ʻili ma 0.8mm. ʻO ka ikaika loa. No ka kuʻihao serial, e piʻi mālie ana ka lōʻihi o ka loko wai hoʻoheheʻe, ʻo ka laulā ka nui loa ke ʻoi aku ka mamao o ka wahi ma 0.8mm, a ʻike nui ʻia ka hopena hoʻomehana mua ke ʻoi aku ka mamao o ka wahi ma 0.8mm. Hoʻonāwaliwali mālie ka hopena o ka ikaika Marangoni, a ʻoi aku ka nui o ka wai metala e kahe ana i nā ʻaoʻao ʻelua o ka loko wai hoʻoheheʻe. E hoʻonui i ka like o ka hoʻolaha ʻana o ka laulā hoʻoheheʻe. No ka hoʻopili like ʻana, e piʻi mālie ana ka laulā o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia, a ʻo ka lōʻihi ka lōʻihi ma 0.8mm, akā ʻaʻohe hopena hoʻomehana mua; aia mau ka reflow kokoke i ka ʻili i hoʻokumu ʻia e ka ikaika Marangoni, a nalowale mālie ka reflow i lalo ma lalo o ka lua liʻiliʻi; ʻaʻole maikaʻi ke kahua kahe cross-sectional e like me ka ikaika i ka moʻo, ʻaʻole pili ka haunaele i ke kahe ma nā ʻaoʻao ʻelua o ka loko i hoʻoheheʻe ʻia, a ua hoʻokaʻawale like ʻole ʻia ka laulā i hoʻoheheʻe ʻia.
Ka manawa hoʻouna: ʻOkakopa-12-2023
