Beim Laserschweißen wird ein Laser mit hoher Energiedichte als Wärmequelle verwendet, um die Verbindungsstelle des Materials zu bestrahlen, sodass das getrennte Material nach Absorption der Laserenergie schnell schmilzt und sogar verdampft und zusammen ein Schmelzbad bildet, das anschließend zusammen erstarrt Kühlprozess und ist miteinander verbunden. Für das Laserschweißen gibt es zwei gängige Hochleistungslaser: CO2-Laser und Festkörper-/Faserlaser. Ersteres hat eine Wellenlänge von 10,6 μm bzw. eine Wellenlänge von 1,06/1,07 μm, sowohl im Infrarotband als auch für das bloße Auge unsichtbar.
1. Lasergeschweißte Karosserie
Das übliche Schweißprinzip besteht darin, Metalle zu verflüssigen, sie dann abzukühlen und gemeinsam aufzulösen. Die Karosserie des Autos besteht aus vier oben und unten verschweißten Stahlplatten. Beim gewöhnlichen Schweißen handelt es sich um Punktschweißen, und die Stahlplatten werden durch einen Schweißpunkt miteinander verbunden.
Das Laserschweißen ist das physikalische Prinzip, bei dem die hohe Temperatur des Lasers genutzt wird, um die Molekülstruktur in den beiden Stahlplatten aufzubrechen und die Moleküle neu anzuordnen, sodass die Moleküle in den beiden Stahlplatten als Einheit aufgelöst werden. Der eigentliche Vorgang besteht darin, den vom Laser erzeugten Strahl mithilfe eines Polarisators zu reflektieren, sodass er in der Fokussiervorrichtung konzentriert wird und eine enorme Energie des Strahls erzeugt. Der Durchmesser des Laserstrahls im Fokus beträgt 0,2-0,6 mm und es kann eine Lichtintensität von mehr als 106-108 Watt/cm2 erreicht werden. Der Brennpunkt liegt in der Nähe des Werkstücks und die Oberfläche des Werkstücks erfährt eine physikalische Änderung der Schmelzkombination.
Daher werden beim Laserschweißen zwei Stahlplatten zu einer Stahlplatte verarbeitet, sodass die Festigkeit höher ist als beim herkömmlichen Schweißen.
2. Merkmale des Laserschweißkörpers
Welche Vorteile bietet die Laserschweißtechnik?
Das Laserschweißen zeichnet sich hauptsächlich durch einen zentralisierten Heizbereich und eine präzise Steuerung, eine geringe Schweißverformung und eine schnelle Schweißgeschwindigkeit aus. Im Vergleich zum herkömmlichen Lichtbogenschweißen kann der Laserpunktdurchmesser präzise gesteuert werden, und der Punktdurchmesser der Materialoberfläche liegt normalerweise im Bereich von 0,2-0,6 mm. Und je näher an der Mitte des Punktes, desto höher die Energie (die Energie von der Mitte zum Rand wird exponentiell abgeschwächt, d. h. Gaußsche Verteilung), und die Schweißnahtbreite beim Laserschweißen kann auf unter 2 mm gesteuert werden. Die Lichtbogenbreite beim Lichtbogenschweißen kann nicht genau gesteuert werden und ist viel größer als der Laserpunktdurchmesser. Auch die Schweißnahtbreite beim Lichtbogenschweißen ist deutlich größer als beim Laserschweißen, meist mehr als 6 mm. Da die Energie beim Laserschweißen sehr konzentriert ist, ist das Schmelzmaterial geringer und die erforderliche Gesamtwärme gering, sodass die Schweißverformung gering und die Schweißgeschwindigkeit hoch ist.
Wie stark ist das Laserschweißen im Vergleich zum Widerstandspunktschweißen? Die lasergeschweißte Verbindung ist eine lange, durchgehende gerade Linie, während die widerstandsgeschweißte Verbindung eine Reihe leicht vertiefter diskreter Punkte ist. Wenn die lasergeschweißte Verbindung wie ein Reißverschluss ist, um die beiden Knöpfe der Kleidung zu verbinden, ist die widerstandsgeschweißte Verbindung wie ein Knopf der Kleidung. Das Schweißgut des Laserschweißens wird durch schnelle Erstarrung gewonnen und sein Korn (die Grundbestandteilseinheit des Metalls, die als Zelle des Metalls verstanden werden kann) ist kleiner. Dies trägt zur Verbesserung der Festigkeit des Schweißguts bei, sodass die Festigkeit des Laserschweiß-Schweißguts höher ist als die Festigkeit des Widerstandspunktschweiß-Schweißguts. Vergessen Sie dabei nicht, dass es sich bei der Widerstandspunktschweißverbindung um eine Reihe diskreter Punkte handelt. Nehmen Sie einfach die Teile des Schweiß- und Laserschweißens an, die bereits besser sind, und diejenigen, die nicht an der Stelle geschweißt sind, ziehen sich auch Der durchschnittliche Widerstand beim Punktschweißen ist höher als beim Laserschweißen. Daher ist bei Schweißverbindungen gleicher Länge die Festigkeit des Laserschweißens höher als die des Widerstandspunktschweißens.
3. Ist das Laserschweißen von Körpern sicherer?
Obwohl die Festigkeit der Widerstandspunktschweißverbindung nicht besser ist als die des Laserschweißens, ist sie immer noch höher als die des Metallgrundmaterials, und das schwächste Glied der gesamten geschweißten Karosserie ist die Schweißwärmeeinflusszone am Grundmaterial. Das heißt, das Metallgrundmetall ist das schwächste Glied. Sobald der Körper also einer starken äußeren Kraft ausgesetzt ist, handelt es sich in den allermeisten Fällen um Schäden am Metallgrundmetall und nicht um Schweißverbindungen. Gerade aufgrund des Vorhandenseins der kurzen Platte des Metallgrundmetalls gibt es nahezu keinen Unterschied in der Festigkeit des lasergeschweißten Körpers und des widerstandspunktgeschweißten Körpers. Daher ist der Laserschweißkörper bei Einwirkung äußerer Kräfte nicht sicherer als der Widerstandspunktschweißkörper.
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