Lazerinio suvirinimo technologijos taikymas nevienodo metalo suvirinimui

Daugelyje pramonės šakų dėl struktūrinių, taikymo ar ekonominių priežasčių reikia sujungti skirtingas metalines medžiagas. Derinant skirtingus metalus galima geriau išnaudoti geriausias kiekvieno metalo savybes. Todėl prieš pradėdamas bet kokią suvirinimo operaciją, suvirintojas turi nustatyti kiekvienos medžiagos savybes, įskaitant metalo lydymosi temperatūrą, šiluminį plėtimąsi ir pan., o tada pagal medžiagos savybes pasirinkti jam tinkantį suvirinimo procesą.

Skirtingas metalo suvirinimas reiškia dviejų ar daugiau skirtingų medžiagų (su skirtingomis cheminėmis sudėtimis, metalografinėmis struktūromis ar savybėmis) suvirinimo procesą tam tikromis proceso sąlygomis. Tarp skirtingų metalų suvirinimo labiausiai paplitęs yra nevienodo plieno suvirinimas, po to – skirtingų spalvotųjų metalų suvirinimas. Kai suvirinami skirtingi metalai, susidaro pereinamasis sluoksnis, kurio savybės skiriasi nuo netauriojo metalo. Kadangi skirtingi metalai turi didelių elementų savybių, fizinių, cheminių savybių ir kt. skirtumų, skirtingų medžiagų suvirinimo operacijos technologija yra daug sudėtingesnė nei tos pačios medžiagos suvirinimas.

Lazerinio suvirinimo aparatai gali įveikti šias kliūtis ir iš tikrųjų pasiekti puikų skirtingų metalų suvirinimą.

1. Vario ir plieno suvirinimas lazeriu

Vario ir plieno suvirinimas yra tipiškas skirtingų medžiagų suvirinimas. Vario ir plieno lydymosi taškai, šilumos laidumo koeficientai, linijinio plėtimosi koeficientai ir mechaninės savybės labai skiriasi, o tai nėra palanki tiesioginiam vario ir plieno suvirinimui. Remiantis lazerinio suvirinimo pranašumais, tokiais kaip didelis šiluminės energijos tankis, mažiau išlydytas metalas, siaura šilumos poveikio zona, aukšta jungčių kokybė ir didelis gamybos efektyvumas, vario ir plieno suvirinimas lazeriu tapo dabartine plėtros tendencija. Tačiau daugumoje pramoninių pritaikymų vario lazerio absorbcijos greitis yra palyginti mažas, o suvirinimo proceso metu varis yra linkęs į defektus, tokius kaip oksidacija, poros ir įtrūkimai. Vario ir plieno skirtingų metalų suvirinimo lazeriu procesas, pagrįstas daugiamodiais lazeriais, turi būti toliau tobulinamas.

2. Aliuminio ir plieno suvirinimas lazeriu

Aliuminio ir plieno lydymosi temperatūra labai skiriasi, nesunku sudaryti metalinius junginius iš skirtingų medžiagų. Be to, aliuminio ir plieno lydiniai pasižymi dideliu atspindžiu ir dideliu šilumos laidumu, todėl suvirinant sunku suformuoti raktų skylutes, o suvirinant reikalingas didelis energijos tankis. Eksperimentais nustatyta, kad kontroliuojant lazerio energiją ir medžiagos veikimo laiką, galima sumažinti sąsajos reakcijos sluoksnio storį ir efektyviai kontroliuoti tarpinės fazės susidarymą.

3. Magnio aliuminio ir magnio aliuminio lydinių suvirinimas lazeriu

Aliuminio ir jo lydinių pranašumai yra geras atsparumas korozijai, didelis savitasis stiprumas ir geras elektros bei šilumos laidumas. Magnis yra spalvotasis metalas, lengvesnis už aliuminį, didesnis specifinis stiprumas ir specifinis standumas bei geras atsparumas smūgiams. Pagrindinė magnio-aliuminio suvirinimo problema yra ta, kad pats netaurieji metalai lengvai oksiduojasi, turi didelį šilumos laidumą ir lengvai sukelia suvirinimo defektus, tokius kaip įtrūkimai ir poros. Taip pat lengvai gamina intermetalinius junginius, kurie žymiai sumažina litavimo jungčių mechanines savybes.

Aukščiau aprašytas lazerinio suvirinimo aparato suvirinimas skirtingose ​​metalinėse medžiagose. Įvairių metalų medžiagų suvirinimas lazeriu išsiplėtė nuo nepanašaus plieno iki spalvotųjų metalų ir jų lydinių, ypač magnio-aliuminio ir titano-aliuminio lydinių. Suvirinimas lazeriu padarė pažangą, buvo gautos tam tikro įsiskverbimo gylio ir stiprumo suvirintos jungtys.