1. Exemples d'applications
1) Planche d'épissure
Dans les années 1960, Toyota Motor Company a adopté pour la première fois la technologie des flans soudés sur mesure. Il s'agit de relier deux ou plusieurs tôles entre elles par soudage puis de les emboutir. Ces feuilles peuvent avoir différentes épaisseurs, matériaux et propriétés. En raison des exigences de plus en plus élevées en matière de performances et de fonctions automobiles telles que l'économie d'énergie, la protection de l'environnement, la sécurité de conduite, etc., la technologie de soudage sur mesure attire de plus en plus d'attention. Le soudage des plaques peut utiliser le soudage par points, le soudage bout à bout flash,soudage au laser, soudage à l'arc à l'hydrogène, etc. À l'heure actuelle,soudage au laserest principalement utilisé dans la recherche étrangère et la production d’ébauches soudées sur mesure.
En comparant les résultats des tests et des calculs, les résultats sont en bon accord, vérifiant l'exactitude du modèle de source de chaleur. La largeur du cordon de soudure sous différents paramètres de processus a été calculée et progressivement optimisée. Finalement, le rapport d'énergie du faisceau de 2:1 a été adopté, les doubles faisceaux ont été disposés en parallèle, le grand faisceau d'énergie était situé au centre du cordon de soudure et le petit faisceau d'énergie était situé au niveau de la plaque épaisse. Cela peut réduire efficacement la largeur de la soudure. Lorsque les deux faisceaux sont à 45 degrés l’un de l’autre. Une fois disposé, le faisceau agit respectivement sur la plaque épaisse et sur la plaque mince. En raison de la réduction du diamètre effectif du faisceau chauffant, la largeur de soudure diminue également.
2）Acier en aluminium métaux différents
La présente étude tire les conclusions suivantes : (1) À mesure que le rapport d'énergie du faisceau augmente, l'épaisseur du composé intermétallique dans la même zone de position de l'interface soudure/alliage d'aluminium diminue progressivement et la distribution devient plus régulière. Lorsque RS = 2, l'épaisseur de la couche d'interface IMC est comprise entre 5 et 10 microns. La longueur maximale de l’IMC libre « en forme d’aiguille » est comprise entre 23 microns. Lorsque RS = 0,67, l'épaisseur de la couche IMC d'interface est inférieure à 5 microns et la longueur maximale de l'IMC libre « en forme d'aiguille » est de 5,6 microns. L'épaisseur du composé intermétallique est considérablement réduite.
(2)Lorsqu'un laser parallèle à double faisceau est utilisé pour le soudage, l'IMC à l'interface soudure/alliage d'aluminium est plus irrégulière. L'épaisseur de la couche IMC à l'interface soudure/alliage d'aluminium, près de l'interface de joint acier/alliage d'aluminium, est plus épaisse, avec une épaisseur maximale de 23,7 microns. . À mesure que le rapport d'énergie du faisceau augmente, lorsque RS = 1,50, l'épaisseur de la couche IMC à l'interface soudure/alliage d'aluminium est toujours supérieure à l'épaisseur du composé intermétallique dans la même zone du double faisceau en série.
3. Joint en forme de T en alliage aluminium-lithium
Concernant les propriétés mécaniques des joints soudés au laser en alliage d'aluminium 2A97, les chercheurs ont étudié la microdureté, les propriétés de traction et les propriétés de fatigue. Les résultats des tests montrent que : la zone de soudure du joint soudé au laser en alliage d'aluminium 2A97-T3/T4 est sévèrement ramollie. Le coefficient est de l'ordre de 0,6, ce qui est principalement lié à la dissolution et à la difficulté ultérieure de précipitation de la phase de renforcement ; le coefficient de résistance du joint en alliage d'aluminium 2A97-T4 soudé par le laser à fibre IPGYLR-6000 peut atteindre 0,8, mais la plasticité est faible, tandis que la fibre IPGYLS-4000soudage au laserLe coefficient de résistance des joints en alliage d'aluminium 2A97-T3 soudés au laser est d'environ 0,6 ; Les défauts de pores sont à l'origine de fissures de fatigue dans les joints soudés au laser en alliage d'aluminium 2A97-T3.
En mode synchrone, selon différentes morphologies cristallines, FZ est principalement composé de cristaux colonnaires et de cristaux équiaxes. Les cristaux en forme de colonne ont une orientation de croissance épitaxiale EQZ et leurs directions de croissance sont perpendiculaires à la ligne de fusion. En effet, la surface du grain EQZ est une particule de nucléation prête à l'emploi et la dissipation thermique dans cette direction est la plus rapide. Par conséquent, l’axe cristallographique primaire de la ligne de fusion verticale croît préférentiellement et les côtés sont restreints. À mesure que les cristaux colonnaires se développent vers le centre de la soudure, la morphologie structurelle change et des dendrites colonnaires se forment. Au centre de la soudure, la température du bain de fusion est élevée, le taux de dissipation thermique est le même dans toutes les directions et les grains se développent de manière équiaxiale dans toutes les directions, formant des dendrites équiaxiales. Lorsque l'axe cristallographique primaire des dendrites équiaxes est exactement tangent au plan de l'échantillon, des grains évidents ressemblant à des fleurs peuvent être observés dans la phase métallographique. De plus, affectées par la surfusion des composants locaux dans la zone de soudure, des bandes à grains fins équiaxes apparaissent généralement dans la zone de joint soudé du joint en forme de T en mode synchrone, et la morphologie des grains dans la bande à grains fins équiaxe est différente de la morphologie des grains d'EQZ. Même apparence. Étant donné que le processus de chauffage du mode hétérogène TSTB-LW est différent de celui du mode synchrone TSTB-LW, il existe des différences évidentes dans la morphologie de la macromorphologie et de la microstructure. Le joint en forme de T TSTB-LW en mode hétérogène a connu deux cycles thermiques, présentant des caractéristiques de double bain de fusion. Il y a une ligne de fusion secondaire évidente à l'intérieur de la soudure et le bain de fusion formé par le soudage par conduction thermique est petit. Dans le procédé TSTB-LW en mode hétérogène, la soudure à pénétration profonde est affectée par le processus de chauffage du soudage par conduction thermique. Les dendrites colonnaires et les dendrites équiaxes proches de la ligne de fusion secondaire ont moins de limites de sous-grains et se transforment en cristaux colonnaires ou cellulaires, indiquant que le processus de chauffage du soudage par conductivité thermique a un effet de traitement thermique sur les soudures à pénétration profonde. Et la granulométrie des dendrites au centre de la soudure thermoconductrice est de 2 à 5 microns, ce qui est beaucoup plus petite que la granulométrie des dendrites au centre de la soudure à pénétration profonde (5 à 10 microns). Ceci est principalement lié à l’échauffement maximal des soudures des deux côtés. La température est liée à la vitesse de refroidissement ultérieure.
3) Principe du soudage de revêtement en poudre laser à double faisceau
4)Résistance élevée des joints de soudure
Dans l'expérience de soudage par dépôt de poudre laser à double faisceau, puisque les deux faisceaux laser sont répartis côte à côte des deux côtés du fil de pont, la portée du laser et du substrat est plus grande que celle du soudage par dépôt de poudre laser à faisceau unique, et les joints de soudure résultants sont verticaux par rapport au fil de pont. La direction du fil est relativement allongée. La figure 3.6 montre les joints de soudure obtenus par soudage par dépôt de poudre laser à simple faisceau et à double faisceau. Pendant le processus de soudage, qu'il s'agisse d'une double poutresoudage au laserméthode ou un faisceau uniquesoudage au laserMéthode, un certain bain fondu est formé sur le matériau de base par conduction thermique. De cette manière, le métal de matériau de base fondu dans le bain de fusion peut former une liaison métallurgique avec la poudre d'alliage auto-fondant fondue, réalisant ainsi un soudage. Lors de l'utilisation d'un laser à double faisceau pour le soudage, l'interaction entre le faisceau laser et le matériau de base est l'interaction entre les zones d'action des deux faisceaux laser, c'est-à-dire l'interaction entre les deux bassins fondus formés par le laser sur le matériau. . De cette façon, la nouvelle fusion résultante La zone est plus grande que celle d'un faisceau uniquesoudage au laser, donc les joints de soudure obtenus par double poutresoudage au lasersont plus solides que les faisceaux uniquessoudage au laser.
2. Haute soudabilité et répétabilité
Dans le monofaisceausoudage au laserExpérience, puisque le centre du point focalisé du laser agit directement sur le fil du micro-pont, le fil du pont a des exigences très élevées pour lesoudage au laserparamètres de processus, tels qu'une distribution inégale de la densité d'énergie laser et une épaisseur inégale de la poudre d'alliage. Cela entraînera une rupture du fil pendant le processus de soudage et provoquera même directement la vaporisation du fil de pont. Dans le procédé de soudage laser à double faisceau, étant donné que les centres de points focalisés des deux faisceaux laser n'agissent pas directement sur les fils du micro-pont, les exigences strictes concernant les paramètres du processus de soudage au laser des fils du pont sont réduites, et la soudabilité et la répétabilité est grandement améliorée. .
Heure de publication : 17 octobre 2023
