Le soudage est un processus d'assemblage de deux ou plusieurs métaux par application de chaleur. Le soudage consiste généralement à chauffer un matériau jusqu'à son point de fusion afin que le métal de base fonde pour combler les espaces entre les joints, formant ainsi une connexion solide. Le soudage laser est une méthode de connexion qui utilise le laser comme source de chaleur.
Prenons l'exemple de la batterie de puissance à boîtier carré : le noyau de la batterie est connecté par laser à travers plusieurs parties. Pendant tout le processus de soudage au laser, la résistance des connexions des matériaux, l'efficacité de la production et le taux de défauts sont trois problèmes qui préoccupent davantage l'industrie. La force de connexion du matériau peut être reflétée par la profondeur et la largeur de pénétration métallographique (étroitement liées à la source de lumière laser) ; l'efficacité de la production est principalement liée à la capacité de traitement de la source de lumière laser ; le taux de défauts est principalement lié à la sélection de la source de lumière laser ; par conséquent, cet article traite des plus courants sur le marché. Une simple comparaison de plusieurs sources de lumière laser est effectuée, dans l'espoir d'aider les autres développeurs de procédés.
Parce quesoudage au laserest essentiellement un processus de conversion de lumière en chaleur, plusieurs paramètres clés impliqués sont les suivants : qualité du faisceau (BBP, M2, angle de divergence), densité d'énergie, diamètre du noyau, forme de distribution d'énergie, tête de soudage adaptative, traitement Fenêtres de processus et matériaux traitables sont principalement utilisés pour analyser et comparer les sources de lumière laser provenant de ces directions.
Comparaison laser monomode-multimode
Définition multimode monomode :
Le mode unique fait référence à un modèle de distribution unique de l'énergie laser sur un plan bidimensionnel, tandis que le multimode fait référence au modèle de distribution spatiale de l'énergie formé par la superposition de plusieurs modèles de distribution. Généralement, la taille du facteur M2 de qualité du faisceau peut être utilisée pour juger si la sortie du laser à fibre est monomode ou multimode : M2 inférieur à 1,3 est un laser monomode pur, M2 entre 1,3 et 2,0 est un quasi- laser monomode (quelques modes) et M2 est supérieur à 2,0. Pour lasers multimodes.
Parce quesoudage au laserest essentiellement un processus de conversion de lumière en chaleur, plusieurs paramètres clés impliqués sont les suivants : qualité du faisceau (BBP, M2, angle de divergence), densité d'énergie, diamètre du noyau, forme de distribution d'énergie, tête de soudage adaptative, traitement Fenêtres de processus et matériaux traitables sont principalement utilisés pour analyser et comparer les sources de lumière laser provenant de ces directions.
Comparaison laser monomode-multimode
Définition multimode monomode :
Le mode unique fait référence à un modèle de distribution unique de l'énergie laser sur un plan bidimensionnel, tandis que le multimode fait référence au modèle de distribution spatiale de l'énergie formé par la superposition de plusieurs modèles de distribution. Généralement, la taille du facteur M2 de qualité du faisceau peut être utilisée pour juger si la sortie du laser à fibre est monomode ou multimode : M2 inférieur à 1,3 est un laser monomode pur, M2 entre 1,3 et 2,0 est un quasi- laser monomode (quelques modes) et M2 est supérieur à 2,0. Pour lasers multimodes.
Comme le montre la figure : la figure b montre la distribution d'énergie d'un seul mode fondamental, et la distribution d'énergie dans n'importe quelle direction passant par le centre du cercle se présente sous la forme d'une courbe de Gauss. L'image a montre la distribution d'énergie multimode, qui est la distribution d'énergie spatiale formée par la superposition de plusieurs modes laser uniques. Le résultat de la superposition multimode est une courbe à sommet plat.
Lasers monomodes courants : IPG YLR-2000-SM, SM est l'abréviation de Single Mode. Les calculs utilisent la mise au point collimatée 150-250 pour calculer la taille du point de mise au point, la densité d'énergie est de 2 000 W et la densité d'énergie de mise au point est utilisée à des fins de comparaison.
Comparaison du monomode et du multimodesoudage au lasereffets
Laser monomode : petit diamètre de noyau, densité d'énergie élevée, forte capacité de pénétration, petite zone affectée par la chaleur, semblable à un couteau tranchant, particulièrement adapté au soudage de plaques minces et au soudage à grande vitesse, et peut être utilisé avec des galvanomètres pour traiter de minuscules pièces et pièces hautement réfléchissantes (pièces extrêmement réfléchissantes) oreilles, pièces de connexion, etc.), comme le montre la figure ci-dessus, le mode unique a un trou de serrure plus petit et un volume limité de vapeur métallique interne à haute pression, donc il ne le fait généralement pas présentent des défauts tels que des pores internes. A basse vitesse, l'aspect est rugueux sans souffler d'air protecteur. À grande vitesse, une protection est ajoutée. La qualité du traitement du gaz est bonne, l'efficacité est élevée, les soudures sont lisses et plates et le taux d'élasticité est élevé. Il convient au soudage par pile et au soudage par pénétration.
Laser multimode : grand diamètre de noyau, densité d'énergie légèrement inférieure à celle du laser monomode, couteau émoussé, trou de serrure plus grand, structure métallique plus épaisse, rapport profondeur/largeur plus petit et, à même puissance, la profondeur de pénétration est inférieure de 30 % que celui du laser monomode, il convient donc à une utilisation adaptée au traitement des soudures bout à bout et au traitement des plaques épaisses avec de grands espaces d'assemblage.
Contraste laser à anneau composite
Soudage hybride : le faisceau laser à semi-conducteur d'une longueur d'onde de 915 nm et le faisceau laser à fibre d'une longueur d'onde de 1 070 nm sont combinés dans la même tête de soudage. Les deux faisceaux laser sont distribués coaxialement et les plans focaux des deux faisceaux laser peuvent être ajustés de manière flexible, de sorte que le produit possède à la fois un semi-conducteursoudage au lasercapacités après soudage. L'effet est brillant et a la profondeur de la fibresoudage au laser.
Les semi-conducteurs utilisent souvent un grand point lumineux de plus de 400 um, qui est principalement responsable du préchauffage du matériau, de la fonte de la surface du matériau et de l'augmentation du taux d'absorption du laser à fibre par le matériau (le taux d'absorption du laser par le matériau augmente à mesure que la température augmente)
Laser annulaire : deux modules laser à fibre émettent une lumière laser qui est transmise à la surface du matériau via une fibre optique composite (fibre optique en anneau dans une fibre optique cylindrique).
Deux faisceaux laser avec point annulaire : l'anneau extérieur est responsable de l'expansion de l'ouverture du trou de serrure et de la fonte du matériau, et le laser de l'anneau intérieur est responsable de la profondeur de pénétration, permettant un soudage à très faibles projections. Les diamètres du noyau de puissance laser des anneaux intérieur et extérieur peuvent être librement adaptés, et le diamètre du noyau peut être librement adapté. La fenêtre de processus est plus flexible que celle d'un seul faisceau laser.
Comparaison des effets de soudage composite-circulaire
Étant donné que le soudage hybride est une combinaison de soudage par conductivité thermique des semi-conducteurs et de soudage à pénétration profonde de fibres optiques, la pénétration de l'anneau extérieur est moins profonde, la structure métallographique est plus nette et plus mince ; en même temps, l'apparence est la conductivité thermique, le bain fondu présente de petites fluctuations, une large plage et le bain fondu est plus stable, ce qui donne une apparence plus lisse.
Étant donné que le laser annulaire est une combinaison de soudage à pénétration profonde et de soudage à pénétration profonde, l'anneau extérieur peut également produire une profondeur de pénétration, ce qui peut élargir efficacement l'ouverture du trou de serrure. La même puissance a une plus grande profondeur de pénétration et une métallographie plus épaisse, mais en même temps, la stabilité du bain fondu est légèrement inférieure à celle du semi-conducteur à fibre optique. La fluctuation du semi-conducteur à fibre optique est légèrement supérieure à celle du soudage composite et la rugosité est relativement grande.
Heure de publication : 20 octobre 2023
