Aplicación y desarrollo de tecnología de soldadura por láser para aleación de aluminio.

Con el desarrollo de la tecnología láser y la tecnología de investigación y desarrollo de aleaciones de aluminio, realice una investigación básica sobre la tecnología de aplicación de soldadura por láser de aleación de aluminio, desarrolle una nueva tecnología de soldadura por láser de aleación de aluminio, y expanda de manera más efectiva el potencial de aplicación de la estructura de soldadura por láser de aleación de aluminio, por lo que En cuanto a entender la soldadura por láser de aleación de aluminio, la tendencia de estado de la aplicación y la tendencia de desarrollo de la tecnología son particularmente importantes.

La aleación de aluminio de alta resistencia tiene una alta resistencia específica, rigidez específica, buena resistencia a la corrosión, rendimiento de procesamiento y propiedades mecánicas.Se ha convertido en un material de metal indispensable en la fabricación liviana de campos aeroespaciales, de construcción naval y otros campos de transporte. Entre ellos, los aviones son más utilizados. La tecnología de soldadura tiene ventajas únicas para mejorar la tasa de utilización de los materiales estructurales, reduciendo el peso estructural y realiza la fabricación de bajo costo de estructuras generales de material complejo y disímil. Entre ellos, la tecnología de soldadura por láser de aleación de aluminio es un punto caliente que ha atraído mucha atención.

Comparado con otrosMétodos de soldadura, la soldadura por láser tiene las ventajas de la calefacción concentrada, el daño térmico pequeño, la relación de aspecto grande de la costura de la soldadura y la distorsión de soldadura pequeña. El proceso de soldadura es fácil de integrar, automatizar y flexible, y puede lograr soldadura de alta velocidad y alta precisión. Adecuado para soldadura de alta precisión de estructuras complejas.

Con el desarrollo de la tecnología material, varias aleaciones de aluminio de alta resistencia y alta resistencia se introducen continuamente, especialmente la aparición de aleaciones de litio de aluminio de tercera generación y nuevas aleaciones de aluminio de alta resistencia, que presentan más y mayores requisitos de aleación de aluminio Tecnología de soldadura por láser. La diversidad de aleaciones también brinda una variedad de nuevos problemas en la soldadura por láser, por lo que estos problemas deben estudiarse en profundidad para ampliar de manera más efectiva el potencial de aplicación de las estructuras de soldadura por láser de aleación de aluminio.

Láser de alta potencia

La soldadura por láser es una tecnología en la que el láser de alta intensidad se irradia a la superficie metálica, y el metal se derrite y luego se enfría y se cristaliza para formar una soldadura a través del acoplamiento térmico entre el láser y el metal. De acuerdo con el mecanismo térmico de la soldadura con láser, se puede dividir en dos tipos: soldadura térmica de conducción y soldadura de penetración profunda. El primero se utiliza principalmente para la soldadura de paquetes o la soldadura micro-nano de piezas de precisión; Este último a menudo produce hermosos pequeños similares a la soldadura por haz de electrones durante el proceso de soldadura. Efecto, formando una soldadura con una profundidad y ancho relativamente grande. La soldadura por penetración profunda láser requiere una alta potencia láser. En la actualidad, esta tecnología se utiliza principalmente para láseres de alta potencia en soldadura por penetración profunda láser. Hay cuatro tipos principales, cuyas características se muestran en la Tabla 1.

1. Láser de gas de CO2

El medio de trabajo es el gas de CO2, y el láser de longitud de onda de 10,6 μm se emite. De acuerdo con la estructura de excitación láser, se divide en dos tipos: flujo transversal y flujo axial. Aunque la potencia de salida del láser de CO2 de flujo cruzado ha alcanzado 150 kW, la calidad del haz es pobre y no es adecuada para la soldadura; El láser CO2 de flujo axial tiene una buena calidad del haz y se puede usar para soldar aleaciones de aluminio con alta reflectividad láser.

2. Láser de estado sólido YAG

El medio de trabajo es rubí, vidrio de neodimio y granate de aluminio yttrium doped neodimio, etc., y la longitud de onda de salida es de 1,06 μm de láser. El láser YAG es más fácil de absorber por metal que el láser de CO2, y se ve menos afectado por el plasma. Es la transmisión de fibra óptica, la operación de soldadura flexible y la buena accesibilidad de la posición de soldadura. Actualmente es el láser principal para la soldadura de estructuras de aleación de aluminio.

3. Láser de fibra de YLR

Es un nuevo tipo de láser desarrollado después de 2002. Utiliza fibra óptica como material de matriz, dopado con diferentes iones de tierra raros, y el rango de longitud de onda de salida es de aproximadamente 1,08 μm. También es la transmisión de fibra óptica. El láser de fibra revoluciona el uso de una estructura de fibra de doble clavaje, que aumenta la longitud de la bomba y mejora la eficiencia de la bomba, lo que aumenta mucho la potencia de salida del láser de fibra. En comparación con el láser YAG, aunque el láser de fibra de YLR apareció más tarde, tiene las ventajas de un tamaño pequeño, bajo costo operativo, calidad de haz alta, etc., y la potencia láser obtenida es alta.

Investigación sobre la aplicación de la estructura de soldadura por láser de la aleación de aluminio.

Desde la década de 1990, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y la aparición de láseres de alta potencia y alto brillo, la integración, la inteligencia, la flexibilidad y la diversificación de la tecnología de soldadura por láser se han madurado. En casa y en el extranjero, se ha prestado más atención a la soldadura con láser en varios campos de la aplicación de aleación de aluminio en la estructura. En la actualidad, algunos fabricantes de automóviles en mi país han adoptado tecnología de soldadura con láser en algunos modelos nuevos. Con el desarrollo de la tecnología de soldadura por láser para las placas gruesas de aleación de aluminio, la soldadura por láser se aplicará a las estructuras de vehículos blindados en el futuro.