レーザー溶接とは何ですか？レーザー溶接技術の現在の開発は何ですか？レーザー溶接技術はどの分野で適用できますか？
1. レーザー溶接とは何ですか？
要するに、レーザー溶接は、ワークの表面をレーザー放射で加熱し、表面熱は熱伝導を通して内部に拡散することです。次に、レーザーパルスの幅、エネルギー、ピークパワー、繰り返し周波数を制御することにより、ワークピースが溶けて特定の溶融プールを形成し、それにより溶接を実現します。
レーザー溶接は、入力熱を必要な量に最小限に抑えることができ、熱の影響を受けるゾーンの金属変化の範囲は小さく、熱伝導によって引き起こされる変形も最小限です。
非接触溶接は、機械の摩耗と変形を最小限に抑えることができます。レーザービームは、光学器具で焦点を合わせ、整列し、導くのが簡単です。ワークから適切な距離に配置することができ、ワークピースの周りのマシンまたは障害物を導くことができます。
レーザービームは、非常に小さな領域に焦点を合わせ、小さくて密接に間隔を空けた部品を溶接し、広範囲の材料を溶接することができ、さまざまな不均一な材料も結合できます。
自動化を使用して高速溶接を実行するのは簡単で、デジタルまたはコンピューターで制御することもできます。薄い材料または薄径ワイヤを溶接するとき、リメルティングなどの問題はありません。
2。レーザー溶接技術の現在の状況は何ですか？
レーザー溶接技術は、レーザー技術の開発とともに開発されています。近年、青色レーザー、グリーンレーザー、フェムト秒レーザー、スイング溶接、アーム（調整可能なリングモード）リング調整可能なスポット溶接、およびその他の新しいプロセスなどの新しい光源が導入されており、工業生産の革新的な溶接問題を革新的に解決しました。
（1）金属レーザー溶接技術
レーザーのエネルギー密度が高いため、溶けた困難な金属材料を溶接することができますが、高度な反射材料と金、銀、銅、アルミニウムなどの異なる金属材料の溶接にはまだいくつかの問題があります。主な理由は次のとおりです。
高特性と高い熱伝導率、レーザー溶接にはより高い開始能力が必要です。
高出力レーザー溶接を拡大すると、材料の表面状態の変化に敏感であり、はんだ接合部/溶接形成が不十分です。
laserレーザー溶接速度は高速であり、溶接内の毛穴、特にアルミニウム合金やアルミニウム合金などの溶接欠陥が生じます。
（1.1）銅および銅合金の効率的なレーザー溶接
銅は優れた電気導電率と熱伝導率を持ち、電子製品と電気自動車の製造分野で広く使用されています。その中には、モーター、バッテリー、センサー、ワイヤーハーネス、端子が最も広く使用されています。
過去には、金属材料のレーザー溶接は主に赤外線レーザーに依存していました。ただし、銅の熱伝導率は高すぎ、純粋な鉄のほぼ5倍、純粋なアルミニウムの1.7倍です。銅は、赤外線レーザーの吸収速度が低いです。線形溶接のみに赤外線レーザーを使用すると、不安定なプロセスウィンドウがあり、溶接の溶接、溶融金属製の水しぶき、毛穴、浸透深度の大きな変動などの問題が発生しやすい溶融深度の最大の変動があります。
したがって、高出力の短波長レーザーの出現後、可視光レーザー溶接とハイブリッド溶接は、銅や銅合金などの高度な反射材料の理想的な処理方法になりました。
greenグリーンライトレーザー溶接
緑色のレーザーは、500-560 nmの波長を持つ一種の可視光です。 λ= 515 nmの波長を持つ緑色光の銅の吸収速度は40％であり、赤外線光吸収速度の約8倍であり、エネルギー結合効率が高くなっています。酸化の程度に対する感度も低下します。
緑色のレーザーの使用は、銅の深部浸透溶接の閾値を大幅に減らすことができ、溶接面での溶融スプレーとスパッタの量は小さく、溶接速度の影響はほとんどありません。ビームスキャン、ビームフォーカス、正しいレーザー電力変調が増加すると、溶接品質が大幅に向上する可能性があります。溶接欠陥の数は大幅に減少しますが、溶接面はより規則的で均一になります。
blue blueライトレーザー溶接
波長が短いほど、光子エネルギーが高くなり、材料のレーザー光の吸収速度を高めるのに役立ちます。青いレーザーの波長は400nm〜500nです。窒化ガリウム材料に基づく半導体レーザーは、周波数を2倍にすることなく、波長450 nmのレーザーを直接生成できます。単純な構造、使いやすい、電気光学的変換効率、および吸収率の高い利点があります。
産業処理で一般的に使用される繊維レーザーと比較して、青色光レーザーは、450nmでの金属材料の吸収速度の{{{0}}}}％の増加、特に銅や金などの高反射金属材料の吸収速度の増加を持っています。銅溶接に必要なエネルギー消費は、赤外線レーザーのエネルギー消費量よりも84％低いことが確認されています。これは、赤外線レーザーが銅材料を溶接するために10 Wのレーザー電力を必要とする場合、青いレーザーを使用すると約1 kWまたは0.5 kWの電力しか必要とすることを意味します。
doubleビームハイブリッド溶接
赤外線可視の二重ビーム複合溶接プロセスを使用して、より小さな出力可視光レーザーを使用して、赤外線レーザーは、浸透溶接のしきい値よりも低い場合、銅の強制的な深部浸透溶接を実現し、溶接の溶接コストを大幅に削減し、機器のコストが低くなります。溶接品質は高く、非常に優れた利点と優れたアプリケーションの見通しがあると考えられています。
（1.2）アルミニウム合金のレーザースイング溶接
従来の単一フォーカスレーザービームを使用してアルミニウム合金を溶接する場合、毛穴は一般的な欠陥です。アルミニウム合金における細孔が形成される主な理由は次のとおりです。
溶接溶融プールと鍵穴は、重度の振動により崩壊と不安定性が発生し、毛穴が形成される傾向があります。
aluminuimアルミニウム合金への水素の溶解度は、温度の低下とともに急激に低下し、固化中の水素飽和水素の沈殿と水素細孔の形成をもたらします。毛穴の存在は、溶接にストレス集中を引き起こし、溶接が凝固中に亀裂を引き起こします。
レーザースイング溶接。溶接プロセス中、ビームは溶接の方向に沿って移動し、円形、8-の形状、スパイラルラインなどのさまざまな形でスイングします。
現在、ビームスイングの実現は、主に高出力レーザーに耐えることができるガルバノメーターによって達成されています。レーザースイング溶接のビームアクションエリアが増加し、鍵穴と溶融プールの面積、溶融プールの根のサイズが増加し、鍵穴と溶融プールの安定性が向上し、融合不良やアンダーカットなどの欠陥に大きな改善効果があります。同時に、揺れる光ビームによる溶融プールの攪拌により、溶融プールの対流が加速し、溶融プールの泡の脱出速度が増加し、多孔性が低下します。
3.さまざまな分野でのレーザー溶接技術の現在の適用
レーザー溶接は、切断より遅いです。現在、私の国にはレーザー溶接を専門とする企業があります。初期の時代には、ランプポンプレーザーとYAGレーザー溶接が主な方法でした。それらはすべて、金型、広告キャラクター、メガネ、ジュエリー、その他のフィールドに適用されている非常に伝統的な低電力レーザー溶接ですが、スケールは非常に限られています。近年、レーザー出力の継続的な改善により、さらに重要なことに、半導体レーザーとファイバーレーザーが徐々にレーザー溶接アプリケーションシナリオを開発し、レーザー溶接の技術的なボトルネックを破り、新しい市場スペースを開きました。
（1）自動車製造におけるレーザー溶接技術の適用
科学技術の発展と、人々の消費レベルと生活の質の改善により、自動車生産分野における自動車団体の軽量で芸術的な美学の要件がますます高まっています。レーザー溶接テクノロジーは、優れた処理効果、製品品質、高い作業効率のために際立っており、すぐに自動車生産分野で溶接プロセス技術アプリケーションの最愛の人になります。
車両の生産では、レーザー溶接技術は、主に厚い鋼板のレーザー溶接、自動車アセンブリのレーザー溶接、サブシステムアセンブリのレーザー溶接、車両部品のレーザー溶接などのプロセスで使用されています。一部のヨーロッパおよびアメリカの国の自動車メーカーは、1980年代から比較的早い時期にレーザー溶接技術を適用し始めました。アウディ、メルセデスベンツ、GM、その他の有名な自動車ブランドは、当時の車両生産と製造にレーザー溶接技術を導入し始めました。
パワーバッテリーのレーザー溶接は、近年最も人目を引く溶接採用需要である必要があります。これは、レーザー機器メーカーにとって大きな推進力を持っています。 2つ目は、自動車の体と部品の溶接です。中国は世界最大の自動車市場であり、多くの古い自動車会社や新自動車会社が継続的に登場し、100近くの自動車ブランドが存在しています。ほとんどのメーカーは、キロワットレベルの溶接技術または自動レーザー溶接生産ラインを使用しています。特に、電源バッテリーの分野では、大手の新しいエネルギーバッテリー企業が多数のレーザー溶接装置を使用しています。
4.レーザー溶接技術の開発動向は何ですか？
溶接技術のさらなる開発とブレークスルーにより、その独自性は、レーザー溶接技術の研究開発プロセスでより明白です。レーザー溶接技術は、金属材料を迅速かつ効率的に溶接することができます。レーザービームが生成されると、独自の焦点特性が高いため、レーザービームに非常に高い出力密度を引き起こす可能性があり、レーザービームが非常に短時間で大量の熱エネルギーを放出し、溶接効率を大幅に改善し、溶接品質を確保できます。
さらに、レーザー溶接技術の瞬間的な溶接の利点により、非常に広範なアプリケーションの見通しがあります。レーザー溶接技術の実際の適用では、レーザービームが金属材料の表面を直接照射する場合、照射領域の外側の金属材料に影響を与えないため、溶接プロセス中に金属材料の表面に大きな損傷を引き起こしません。溶接プロセスが完了した後、関連する表面処理を実行する必要はありません。これにより、レーザー溶接技術は、さまざまな精度部品の表面の処理に特に適しているため、より困難な溶接操作もすぐに達成できます。
さらに、以前の溶接技術仕様では、通常、すべての溶接材料の材料要件が一貫している必要があると規定されています。レーザー溶接技術を使用すると、溶接材料の材料に大きな制限を設ける必要はないため、レーザー溶接技術を使用して、異なる材料の溶接材料でさえ簡単に溶接できます。レーザー溶接技術の形成と広範なアプリケーションは、従来の溶接技術の問題を効果的に克服し、従来の溶接操作の難しさを減らしたと言えます。
半世紀以上の開発の後、レーザー溶接技術の技術レベルもますます完璧になり、ますます産業分野で徐々に広く使用されてきました。
航空宇宙、電子機器、機械製造、鉄鋼冶金、自動車製造、医療機器、その他の産業の用途分野では、レーザー溶接技術がますます大きな役割を果たしています。たとえば、自動車部品の生産では、レーザー溶接技術を使用して車両のカバー部分を処理および生産することができ、米国や日本などの先進国も純粋な窒素環境で航空部品の生産にレーザー溶接技術を適用しています。