Hvad er svejsning?
Metallets svejseevne refererer til metalmaterialets tilpasningsevne til svejseprocessen, primært refererer til vanskeligheden ved at opnå højkvalitets svejsede samlinger under visse svejseprocesforhold.I store træk omfatter begrebet "svejseevne" også "tilgængelighed" og "pålidelighed".Svejseevnen afhænger af materialets egenskaber og de anvendte procesbetingelser.Metalmaterialers svejseevne er ikke statisk, men udvikler sig f.eks. for materialer, der oprindeligt blev anset for at have ringe svejseevne, med udviklingen af videnskab og teknologi er nye svejsemetoder blevet lettere at svejse, det vil sige svejseevnen er blevet bedre.Derfor kan vi ikke lade procesbetingelserne tale om svejseevne.
Svejseevne omfatter to aspekter: det ene er den fælles ydeevne, det vil sige følsomheden af at danne svejsefejl under visse svejseprocesforhold;den anden er den praktiske ydeevne, det vil sige tilpasningsevnen af den svejste samling til brugskravene under visse svejseprocesforhold.
Svejsemetoder
1.Lasersvejsning(LBW）
2. ultralydssvejsning (USW)
3.diffusionssvejsning (DFW)
4.osv
1. Svejsning er en proces med sammenføjning af materialer, normalt metaller, ved at opvarme overfladerne til smeltepunktet og derefter lade dem afkøle og størkne, ofte med tilsætning af et fyldmateriale.Et materiales svejsbarhed refererer til dets evne til at blive svejset under bestemte procesforhold og afhænger af både materialets egenskaber og den anvendte svejseproces.
2.Svejsbarhed kan opdeles i to aspekter: fælles ydeevne og praktisk ydeevne.Fugeydelse refererer til følsomheden af at danne svejsedefekter under visse svejseprocesforhold, mens praktisk ydeevne refererer til tilpasningsevnen af den svejste samling til brugskravene under visse svejseprocesforhold.
3.Der er forskellige svejsemetoder, herunder lasersvejsning (LBW), ultralydssvejsning (USW) og diffusionssvejsning (DFW), blandt andre.Valget af svejsemetode afhænger af de materialer, der samles, tykkelsen af materialerne, den nødvendige samlingsstyrke og andre faktorer.
Hvad er lasersvejsning?
Lasersvejsning, også kendt som laserstrålesvejsning (“LBW”), er en teknik i fremstillingen, hvor to eller flere stykker materiale (normalt metal) sammenføjes ved brug af en laserstråle.
Det er en berøringsfri proces, der kræver adgang til svejsezonen fra den ene side af de dele, der svejses.
Varmen skabt af laseren smelter materialet på begge sider af samlingen, og efterhånden som det smeltede materiale blandes og størkner igen, smelter det delene sammen.
Svejsningen dannes, når det intense laserlys hurtigt opvarmer materialet - typisk beregnet i millisekunder.
Laserstrålen er et kohærent (enfaset) lys med en enkelt bølgelængde (monokromatisk).Laserstrålen har lav stråledivergens og højt energiindhold, der vil skabe varme, når den rammer en overflade
Som alle former for svejsning er detaljerne vigtige ved brug af LBW.Du kan bruge forskellige lasere og forskellige LBW-processer, og der er tidspunkter, hvor lasersvejsning ikke er det bedste valg.
Lasersvejsning
Der er 3 typer lasersvejsning:
1.Conduction mode
2.Conduction/penetration mode
3.Penetration eller nøglehulstilstand
Disse typer lasersvejsning er grupperet efter mængden af energi, der leveres til metallet.Tænk på disse som lave, mellemstore og høje energiniveauer af laserenergi.
Ledningstilstand
Conduction mode leverer lav laserenergi til metallet, hvilket resulterer i lav penetration med en lav svejsning.
Den er god til samlinger, der ikke har brug for høj styrke, da resultaterne er en slags kontinuerlig punktsvejsning.Ledningssvejsninger er glatte og æstetisk tiltalende, og de er typisk bredere, end de er dybe.
Der er to typer ledningstilstand LBW:
1. Direkte opvarmning:Delens overflade opvarmes direkte af en laser.Derefter ledes varme ind i metallet, og dele af basismetallet smelter, hvorved samlingen smelter sammen, når metallet størkner igen.
2. Energitransmission: En speciel absorberende blæk placeres først ved samlingens grænseflade.Denne blæk optager laserens energi og genererer varme.Det underliggende metal leder derefter varmen til et tyndt lag, som smelter og størkner igen til en svejset samling.
Lednings-/penetrationstilstand
Nogle vil måske ikke anerkende dette som en af tilstandene.De føler, at der kun er to typer;enten leder du varme ind i metallet eller fordamper en lille metalkanal, så laseren kommer ned i metallet.
Men lednings-/penetrationstilstanden bruger "medium" energi og resulterer i mere penetration.Men laseren er ikke stærk nok til at fordampe metal som i nøglehulstilstanden.
Penetration eller nøglehulstilstand
Denne tilstand skaber dybe, smalle svejsninger.Så nogle kalder det penetration mode.De fremstillede svejsninger er normalt dybere end brede og stærkere end svejsninger i ledningstilstand.
Med denne type LBW-svejsning fordamper en kraftig laser grundmetallet og skaber en smal tunnel kendt som et "nøglehul", der strækker sig ned i samlingen.Dette "hul" giver en kanal for laseren til at trænge dybt ind i metallet.
Egnede metaller til LBW
Lasersvejsning arbejder med mange metaller, såsom:
- Kulstofstål
- Aluminium
- Titanium
- Lavlegeret og rustfrit stål
- Nikkel
- Platin
- Molybdæn
Ultralydssvejsning
Ultralydssvejsning (USW) er sammenføjning eller reformering af termoplast ved brug af varme genereret fra højfrekvent mekanisk bevægelse.Det opnås ved at konvertere højfrekvent elektrisk energi til højfrekvent mekanisk bevægelse.Den mekaniske bevægelse, sammen med påført kraft, skaber friktionsvarme ved plastkomponenternes modstående overflader (fugeområde), så plastmaterialet smelter og danner en molekylær binding mellem delene.
GRUNDLÆGGENDE PRINCIP FOR ULTRALYDSVEJSNING
1. Dele i armatur: De to termoplastiske dele, der skal samles, placeres sammen, den ene oven på den anden, i en støttende rede kaldet en armatur.
2. Ultrasonisk hornkontakt: En titanium- eller aluminiumskomponent kaldet et horn bringes i kontakt med den øverste plastikdel.
3. Påført kraft: En kontrolleret kraft eller tryk påføres delene, der klemmer dem sammen mod armaturet.
4. Svejsetid: Ultralydshornet vibreres lodret 20.000 (20 kHz) eller 40.000 (40 kHz) gange pr. sekund, ved afstande målt i tusindedele af en tomme (mikroner), i et forudbestemt tidsrum kaldet svejsetid.Gennem omhyggeligt deldesign ledes denne vibrationsmekaniske energi til begrænsede kontaktpunkter mellem de to dele.De mekaniske vibrationer overføres gennem de termoplastiske materialer til samlingsgrænsefladen for at skabe friktionsvarme.Når temperaturen ved samlingsgrænsefladen når smeltepunktet, smelter plastik og flyder, og vibrationen standses.Dette gør det muligt for den smeltede plast at begynde afkøling.
5. Holdetid: Klemkraften bibeholdes i et forudbestemt tidsrum for at lade delene smelte sammen, mens den smeltede plast afkøles og størkner.Dette er kendt som holdetid.(Bemærk: Forbedret ledstyrke og hermeticitet kan opnås ved at anvende en højere kraft under holdetiden. Dette opnås ved at bruge dobbelt tryk).
6. Horn trækkes tilbage: Når det smeltede plastik er størknet, fjernes klemkraften, og ultralydshornet trækkes tilbage.De to plastdele er nu sat sammen, som om de var støbt sammen og fjernes fra armaturet som en del.
Diffusionssvejsning, DFW
Sammenføjningsproces ved varme og tryk, hvor kontaktfladerne er forbundet ved diffusion af atomer.
Processen
To emner [1] i forskellige koncentrationer placeres mellem to presser [2].Presserne er unikke for hver kombination af emnerne, med det resultat, at et nyt design er påkrævet, hvis produktdesignet ændres.
Varmen svarende til omkring 50-70% af materialernes smeltepunkt tilføres derefter til systemet, hvilket øger mobiliteten af atomerne i de to materialer.
Presserne presses derefter sammen, hvilket får atomerne til at begynde at diffundere mellem materialerne ved kontaktområdet [3].Diffusionen sker på grund af, at emnerne har forskellige koncentrationer, mens varmen og trykket kun gør processen lettere.Trykket bruges derfor til at få materialerne i kontakt med overflader så tæt som muligt, så atomer lettere kan diffundere.Når den ønskede andel af atomer er diffunderet, fjernes varmen og trykket, og bindingsprocessen er afsluttet.
