Spawanie laserowe

Wyzwania i rozwiązania dla spawania laserowego miedzi

Wyzwania i rozwiązania dotyczące spawania laserowego miedzi | Laserchina

Spawanie laserowe to zaawansowana technika produkcji, która zapewnia precyzję i wydajność. Jednakże w przypadku miedzi proces ten wiąże się z wieloma wyzwaniami ze względu na nieodłączne właściwości tego metalu. Niski współczynnik absorpcji miedzi w laserach bliskiej podczerwieni w temperaturze pokojowej, wysoka przewodność cieplna i zmienne szybkości absorpcji stanowią istotne przeszkody. W tym poście na blogu zagłębimy się w trudności związane ze spawaniem laserowym miedzi, defekty wynikające z tych wyzwań oraz spostrzeżenia z LASERCHINA inżynierom, jak poradzić sobie z tymi problemami.

Wysoka przewodność cieplna i szybkie odprowadzanie ciepła

Wyjątkowa przewodność cieplna miedzi wynosząca 401 W/(m*K) nie tylko ułatwia szybkie odprowadzanie ciepła, ale także komplikuje proces spawania laserowego. Oznacza to, że gdy wiązka lasera jest przykładana do miedzi, większość energii jest tracona na chłodzenie, a nie na głębokość spawania. Na przykład przy mocy wejściowej 1000 W miedź może rozproszyć 400 W, pozostawiając tylko 600 W na spawanie, w porównaniu do stali zachowującej 920 W. Aby osiągnąć porównywalną głębokość topienia, miedź wymaga ponad dwukrotnie większej mocy lasera potrzebnej w przypadku aluminium i ponad pięciokrotnie większej w przypadku stali. Wysoka przewodność cieplna powoduje szereg wad spawalniczych, w tym brak wtopienia i szorstki wygląd na poziomie makro, a także dużą strefę wpływu ciepła z obniżoną wydajnością na poziomie mikro. inżynierowie sugerują, że chociaż wstępne podgrzewanie jest często konieczne w przypadku procesów spawania o małej gęstości, takich jak spawanie łukowe, procesy o dużej gęstości, takie jak spawanie laserowe, wymagają jeszcze większej mocy, aby utrzymać stabilność.

Wysoki współczynnik odbicia i niski współczynnik absorpcji

Kolejną przeszkodą jest wysoki współczynnik odbicia miedzi i niski współczynnik absorpcji światła lasera podczerwonego. Powszechne stosowanie laserów światłowodowych, szczególnie w zakresie długości fal 1030–1080 nm, powoduje, że tylko około 3% padającego lasera jest absorbowane przez miedź w temperaturze pokojowej. Ta niska wydajność wymaga laserów o większej mocy do skutecznego spawania, co zwiększa niestabilność podczas procesu spawania. Strategie pozwalające przezwyciężyć ten problem obejmują optymalizację parametrów lasera i badanie różnych długości fal, które mogłyby korzystniej oddziaływać z miedzią.

Wyzwania i rozwiązania dotyczące spawania laserowego miedzi | Laserchina

Zmienna szybkość wchłaniania

Szybkość absorpcji miedzi zmienia się znacznie podczas procesu spawania, co dodatkowo komplikuje spawanie laserowe. W temperaturze pokojowej stała miedź ma początkową szybkość absorpcji około 3%, powoli rosnącą do około 8% w temperaturze 1250 K, co oznacza wzrost zaledwie o 5%. Jednakże w wąskim zakresie temperatur 1250-1350 K szybkość absorpcji wzrasta do około 15%, a przewodność cieplna gwałtownie spada z 330 W/(mK) do około 160 W/(mK). Ta drastyczna zmiana powoduje znaczny wzrost akumulacji ciepła, co prowadzi do defektów, takich jak rozpryski i porowatość. inżynierowie podkreślają znaczenie kontroli w czasie rzeczywistym w celu zarządzania tymi wahaniami i poprawy jakości spawania.

Wnioski

Spawanie laserowe miedzi wiąże się z odrębnymi wyzwaniami, które wymagają specjalistycznego podejścia w celu zapewnienia wysokiej jakości połączeń. Wysoka przewodność cieplna, wysoki współczynnik odbicia oraz znaczne wahania szybkości absorpcji powodują konieczność stosowania większej mocy lasera i dokładnej kontroli parametrów spawania. Rozumiejąc te wyzwania i wdrażając rozwiązania dostarczone przez inżynierów, producenci mogą pokonać przeszkody związane ze spawaniem laserowym miedzi i osiągnąć niezawodne i wydajne wyniki. W miarę postępu technologii dalsze optymalizacje sprzętu i technik laserowych będą w dalszym ciągu zwiększać możliwości spawania miedzią w różnych zastosowaniach przemysłowych.

KONTAKT W SPRAWIE ROZWIĄZAŃ LASEROWYCH

Dzięki ponad dwudziestoletniemu doświadczeniu w dziedzinie laserów i kompleksowej ofercie produktów obejmującej pojedyncze komponenty aż po kompletne maszyny, jest to Twój najlepszy partner, który spełni wszystkie Twoje wymagania związane z laserami.

Podobne posty

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *