Лазерная сварка - это мощная техника который использует тепло от лазерной технологии в материалы предохранителя 2 — как стальные пластины. Из-за естественной реакции металлов на экстремальная жараСварка сталкивается с проблемой, называемой деформация сваркиЭто тип искажения, который может поставить под угрозу целостность сплавленных металлов. К счастью, существуют способы это сделать. минимизировать деформацию осуществляя параметры процесса сварки.
В этой статье мы сосредоточимся на Что означает деформация при сварке?, что вызывает это и как можно минимизировать его последствия. Вы также обнаружите эффективные советы , чтобы помочь вам исправить последствия деформации в сварке.
Что такое деформация лазерной сварки?
Искажение или деформация сварного шва включает в себя изменения формы и размеров Металлической конструкции. Это естественный эффект сваркиПри лазерной сварке металлы подвергаются воздействию экстремальная жара что приводит к тому, что они плавитьсячто затем приводит к тому, что материал расширять.
По мере охлаждения расплавленного металла до комнатной температуры, он затвердевает и начинает контракт. Это остаточный стресс, Если Нагрев локализован. а остальная часть металлической поверхности не подогреваетсяОно не будет расширяться или сжиматься одинаково. Это будет вызывает искажение.
В промышленном производстве, Деформация при лазерной сварке определяет точность сборки., Когда используешь Высокомощное оборудование Baison 3000 Вт+ on нержавеющей стали толщиной 6 мм или станины для тяжелых машин, экстремально высокая температура без научно обоснованной последовательности сварки вызывает накопление стресса, что приводит к видимое деформирование.
Ключ к успеху заключается в сохранении Зона термического воздействия (ЗТВ) в пределах микрон by оптимизация технологического процесса, точная последовательность сварки уравновешивает распределение напряжений, обеспечивая плоскостность промышленного класса рядом сила глубокого проникновения.
О лазерной сварке
Чтобы лучше понять, как происходит деформация, важно понимать, что лазерная сварка есть.
Национальный Институт Стандартов и Технологий сочли эту технику довольно популярен в мире производстваЭто настолько распространено, что Американское правительственное агентство потратило значительные ресурсы на «улучшение моделирования» процедур лазерной сварки. в надежде, что это оптимизировать производственные процессы в будущем.
В отличие от дуговая сварка в которой используется подвод тепла от дуги, в лазерной сварке используется тепловложение от лазерного лучаЛазер достигает металла. температура плавления для создания крепкий сустав и соединять материалы вместе.
Оба метода эффективны для пропитки даже высокопрочной стали. Однако... Лазерная сварка более эффективна для получения точной отделки. таким образом создавая более высокое качество сварки.
Материалы, склонные к деформации после сварки
Чтобы определить, что делает материал восприимчивым к деформация сварного шваВам необходимо понимать свойства, которые искажение влиянияНекоторые материалы более склонны к деформации из-за двух свойств: физический и механические свойства.
1. Физическое свойство является мерой теплового расширения и теплопроводности.
- Термическое расширение Это движение металла, когда он расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. Если есть высокий коэффициент, материал с большей вероятностью будет расширяться и сжиматься, поэтому он будет больше искажаться.
- Теплопроводность, с другой стороны, измеряет поток тепла вдоль материала. Высокая проводимость быстрее рассеивает тепло. Поскольку наличие тепла делает материал склонным к деформации, низкая проводимость увеличивает вероятность деформации во время сварки.
2. Что касается механических свойств, следует учитывать две вещи: предел текучести и модуль упругости.
- предел текучести Это показатель того, насколько сильно материал может деформироваться в ответ на внешние воздействия. Таким образом, материал, обладающий... более высокий предел текучести имеет более высокое остаточное напряжение — который более склонен к искажая.
- Модуль упругости относится к способности материала расширяться и сжиматься. Более высокий модуль упругости означает, что материал обладает большей способностью сопротивляться деформации.
Учитывая эти свойства, можно предположить, что материалы склонны к деформации, если они имеют более высокий коэффициент теплового расширения, низкая теплопроводность, более высокий предел текучести и более низкий модуль упругости..
Чтобы дать вам контекст, взгляните на эти материалы.
| МАТЕРИАЛ | КОЭФФИЦИЕНТ ТЕМПЕРАТУРНОГО РАСШИРЕНИЯ | ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ | ПРОЧНОСТЬ УХОДА | МОДУЛЬ УПРУГОСТИ |
| Нержавеющая сталь | 10 | 0.04 | 45 | 29 |
| Углеродистая сталь | 7 | 0.12 | 38 | 30 |
| алюминий | 12 | 0.50 | 20 | 10 |
| Медь | 9 | 0.90 | 10 | 15 |
Сравнение нержавеющая сталь с углеродистая стальМожно предположить, что первый вариант является более склонны к искажениям потому что у него есть более высокий предел текучести, чтобы более высокий коэффициент теплового расширенияИ более низкая теплопроводность.
от алюминий и медьпервый из них склонны к искажениям потому что у него есть более высокий предел текучести и коэффициент температурного расширения плюс более низкая теплопроводность.
В прецизионной обработке материалов тепловой отклик диктует сложность последовательности сваркиТестирование по методу Бейсона показывает, что Нержавеющая сталь деформируется в 2–3 раза сильнее, чем углеродистая сталь. из-за низкая проводимость и высокое расширение, В то время Алюминиевые сплавы склонны к разрушению размеров..
Для пакетов материалы 1–5 мм, толстые тарелки имеют тенденцию развиваться угловое искажение, В то время тонкие листы страдать от волнообразная неустойчивость, Используя научная последовательность для компенсации стресса эффективно сохраняет отклонения в пределах микронных уровней для всех типов материалов.
Виды и причины деформации лазерной сварки
Было проведено несколько исследований для определить истинную причину искажения после процедуры лазерной сварки. Согласно одному исследованию, 3 фактора существенно влияют на производительность лазерной сварки: материал, процесс и геометрия.
Например, деформация при лазерной сварке происходит потому, что параметры сварки наносятся по-разному по поверхности металла. скорость сварки, ток, уголи т. д. будут сосредоточены на свариваемой детали. По мере удаления от зоны сварки... температура постепенно снижается и тепловые эффекты Как и расширение металлов, коэффициенты расширения также ниже.
В связи с этим можно с уверенностью предположить, что Расширение зависит от интенсивности нагрева. получено металлом. В приведенном примере, Сварная деталь расширяется сильнее всего. потому что она получает наибольшее количество тепла от источника лазерного излучения.
После завершения сварочных работ металл начнет... охлаждать и сжиматьМеталл будет продолжать сжиматься на ту же величину, на которую он расширился. Это называется... остаточный стресс.
Если же линия индикатора Напряжение превышает предел текучести. основного металла, Могут возникнуть два типа напряжений..
- Сжимающее напряжение происходит в области, окружающей края основного металла.
- Растягивающее напряжение происходит, когда сжатие нагретого металла встречает сопротивление остальной поверхности металла (той, которая не нагрета).
Чтобы лучше это понять, лучше всего... рассмотрите различные способы, которыми может происходить искажение. по мере завершения сварочных работ.
1. Продольное искажение
Как следует из названия, этот тип деформации происходит вдоль длины свариваемого материалаКогда оно остынет, Сварной шов и область вокруг него сожмутся.В результате этого заготовка будет сокращать, вызывая внешние края, чтобы казаться длиннее и сделать средняя часть образует дугу.
Деформация будет наибольшей. если заготовка не закреплена должным образом.
2. Поперечное искажение
Этот тип искажений возникает, когда края металла притягиваются друг к другуЭта деформация вызвана чрезмерное сокращение которая превышает первоначальное расширение что произошло в процессе лазерной сварки.
3. Угловое искажение
Угловое искажение Это происходит, когда углы металлических листов изменяются в результате усадки после сварки.Края металлического листа притянулись друг к другу с одной стороныв результате чего материал появляется согнутый или наклоненный.
Если сварка соединяет металлы в... перпендикулярный уголвертикальная деталь будет больше не остаются прямымино вместо этого наблюдается заметный изгиб.
Если вы хотите узнать больше об этих трех типах сварочных искажений, прочитайте этой статье.
4. Комплексное искажение
Этот тип представляет собой сочетание предыдущих искажений, появляясь как деформация, изгиб или короблениеВсе это формы искривление и деформация это может поставить под угрозу целостность сварного соединения. Независимо от прочности металла, если лазерная сварка вызывает значительную деформацию, сварной шов становится неэффективным.
10 способов минимизировать деформацию сварного шва
В то время как искажение неизбежныйЭто не значит, что вы не можете. минимизировать его эффективноПодобно тому, как существуют различные типы деформации, существует также множество стратегий предотвращения деформации нержавеющей стали и других металлов. Речь идёт не просто о выборе более прочного материала.-это о как вы готовите, контролируете и управляете процессом сварки до, во время и после операции.
Вот 10 различных идей сварки, которые вы можете использовать.
1. Избегайте чрезмерной сварки
Сварка огромной площади потребовала бы усилить сокращение Это произойдет. Вот почему вам следует спланировать процесс лазерной сварки особенно если вам нужно работать на огромной поверхности. Правильный подбор размеров поверхности позволит минимизировать сварочные деформации и остаточные напряжения. чтобы вы не тратили металл и время впустую.
2. Используйте прерывистую сварку.
Это техника, при которой вы Оставьте зазор между сварными швами.Вместо сплошного сварного шва вы будете Сварить шов на дюйм, затем оставить зазор для несваренного металла, а затем еще один шов.Это эффективно в минимизация деформации после завершения сварки.
3. Делайте меньше проходов
Еще один способ избежать искажений — это... ограничить количество передач во время сварки. Убедитесь Одного прохода достаточно. Чтобы избежать деформации, вы можете попробовать выполнить следующее: большой сварочный шов вместо того, чтобы делать несколько небольших проходов. Согласно ТВИ, Более крупные одиночные сварные швы приводят к меньшей угловой деформации. чем сварные швы, выполненные с помощью нескольких небольших сварочных проходов.
4. Подумайте о месте сварки.
Расположение сварного шва также имеет важное значение. В идеале, следует Размещайте сварные швы вблизи центра или нейтральной оси материала., Это будет минимизировать искажения При лазерной сварке, когда начинается сжатие, произойдет следующее: меньше рычага, когда уменьшающиеся силы пытаются выйти из равновесия.
5. Попробуйте технику обратной сварки.
Обратная сварка это техника где Направление сварки — слева направо., Но Сегменты бусин откладываются справа налево.Это позволит расширить края, где расположены сегменты шариков, чтобы временно разделить металлические пластины.
По мере завершения движения слева направо, последовательность бусинок будет...Используйте функцию уменьшения расширения по мере завершения процесса. Это эффективный способ минимизации искажений.
В промышленной высокоточной сварке, сварка обратным шагом является ключевой техникой для оптимизация последовательности сваркиЭксперименты Бейсона показывают, что для листов средней и малой толщины, таких как углеродистая сталь толщиной 2 мм, длинные сварные швы следует разделять на несколько частей. равные сегменты длиной 50–100 мм, при этом каждый сегмент приварен в противоположное направление общему прогрессу.
Эта последовательность использует тепло от последующих сегментов для закалки предыдущих, позволяя при этом... Силы усадки при охлаждении взаимно компенсируются.Этот метод может снизить общую скорость деформации более чем на 35%.Благодаря такому точному контролю сегментации и последовательности операций, оборудование Baison обеспечивает плоскую форму компонентов большой площади, что эффективно помогает избежать дефектов. избегая распространенных проблем, таких как волновые формы и деформация. в длинных сварных швах.
6. Предварительно настроенные свариваемые детали
Для этого потребуется провести несколько проб, чтобы убедиться, что вы... минимизация искажений после завершения сварочных работ. Определите предустановку это было необходимо при предыдущих сварных швах, чтобы вы могли оценить усадку с чем вы столкнетесь. Это позволит вам внести корректировки для минимизации сжатия и деформации.
7. Создайте последовательность сварки.
Не сваривайте детали только по одной прямой линии. Создайте запланированная последовательность сварки Это может противодействовать усадке другой части собираемого материала. Зная, как сжимается металл, вы можете создать последовательность действий, чтобы сбалансировать реакцию и предотвратить деформацию.
В высокоточной лазерной обработке Последовательность сварки имеет решающее значение. для длинных сварных швов (>1 м) или соединений толстых пластин. Инженеры компании Baison рекомендуют заменить непрерывную прямолинейную сварку на логика «отступления назад»: разделение сварного шва на 200-миллиметровые сегменты и после строгая последовательность 1-2-3-4 с чередованиемЭто позволяет уменьшению размеров последующих сегментов компенсировать остаточное напряжение более ранних.
В сочетании с технологией низкого тепловыделения Baison, эта точная последовательность уменьшает угловые искажения с более чем 3° до менее 0.5°, обеспечение точность, готовая к сборке.
8. Зажмите детали, чтобы зафиксировать их на месте.
Другой вариант - использовать зажимное приспособление во время сварки деталей. Это удержит их и не допускайте их деформации в результате расширения или сжатияСохраните детали. зажат на месте до завершения процесса. отсутствие движения Это позволит снизить уровень искажений.
9. Подумайте о снятии термического стресса
Это техника, при которой вы контроль отопления и охлаждения детали, соединенные сваркой. Это когда вы повысить температуру и отрегулировать охлаждение управлять подчеркивается наденьте изделие так, как оно есть. сварка.
10. Сократите время сварки.
Вы также можете сократить время сварки чтобы снизить риск деформации. Это будет сложно, если делать это вручную. Детали, которые вы сварили первыми, остынут до того, как вы закончите. Однако, если у вас есть механизированное оборудование, используемое для сварки, оно может сократить время обработки и свести искажения к минимуму..
В высокоточной обработке деформация при сварке возникает из-за неравномерного подвода тепла. При использовании мощного лазерного оборудования Baison для обработки сложных компонентов возникает... научная последовательность сварки это решающий фактор в обеспечении точности.
Старшие инженеры обычно заменяют непрерывную сварку на «Симметричная секционная» или «диагональная пропускная» логика. Используя 1-2-3-4 поэтапный подходУсадочные напряжения в каждом сварном шве взаимно компенсируются. точное секвенированиеВ сочетании с технологией компенсации на микронном уровне от Baison это обеспечивает обработку крупных заготовок. поддерживать плоскостность промышленного класса после сварки.
Можете ли вы исправить сварочные искажения?
Если искажения уже произошли, не беспокойтесь. Есть способы это исправить. Не выбрасывая проект. Конечно, вам придется проанализировать повреждения, чтобы понять, можно ли их исправить. Некоторые деформации слишком серьезны, чтобы их можно было устранить.
Но в большинстве случаев Искажения можно исправить, Есть Это можно сделать двумя способами..
I. Термическая коррекция
Данная корректирующая мера включает в себя следующее: использование термического или теплового воздействия создать локальное напряжение, достаточно высокое для того, чтобы вернуть компоненту его правильную формуНекоторые сварщики называют это так. выпрямление пламени и применять его можно по-разному.
- Точечный нагрев. Это эффективный способ удаление пряжек в металлических листах. Нагрев применяется к выпуклой или закругленной части искажения. Если пятна небольшие, эта корректирующая мера может легко исправить искажения после сварки.
- Линейное отопление. Это нагревает искаженную часть в прямая линия – обычно это вдоль сварного соединения. Убедитесь, что нагрев подается на противоположную сторону, чтобы исправить любые угловые искажения.
- Клиновой нагрев. При этом клинья на компоненте нагреваются, чтобы исправить искажения. Это используется, когда крупные компоненты вовлечены.
II. Механическая коррекция
Механическая коррекция предполагает применение силы для устранения искажений после сварки. В зависимости от степени деформации или толщины металла, можно... приложите усилие, чтобы выровнять компонент..
Это можно применить двумя способами. ковка и прессованиеСреди инструментов, которые можно использовать для выравнивания искажений, можно выделить следующие: молоток, пневматический рычаг, клин,машинный пресс. Есть и другие инструменты, которые вы можете использовать.
В высокоточной обработке деформация при сварке возникает из-за неравномерного подвода тепла. При использовании мощного лазерного оборудования Baison для обработки сложных компонентов возникает... научная последовательность сварки это решающий фактор в обеспечении точности.
Старшие инженеры обычно отказываются от непрерывной сварки в пользу... «Симметричная секционная» или «диагональная пропускная» логика. Используя 1-2-3-4 поэтапный подходУсадочные напряжения в каждом сварном шве взаимно компенсируются. точное секвенированиеВ сочетании с технологией компенсации на микронном уровне от Baison это обеспечивает обработку крупных заготовок. поддерживать плоскостность промышленного класса после сварки.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В1: Почему нержавеющая сталь склонна к деформации?
Низкая теплопроводность и высокое расширение приводят к накоплению тепла. Используйте последовательность сварки чтобы сбалансировать стресс и предотвратить усадку.
В2: Можно ли устранить искажения?
Его нельзя удалить, можно только управлять им. Используйте точный подход. последовательность сварки для термической компенсации с целью минимизации деформации.
В3: Требуется ли эксперт?
Не обязательно. При научном подходе. последовательность сварки Благодаря высокоточным системам управления Baison, операторы, работающие по стандарту, могут добиться высокого качества.
Вопрос 4: Какие отрасли пострадали больше всего?
Аэрокосмическая, медицинская и электромобильная отрасли. Микронные ошибки приводят к отказам; строгие требования. последовательность сварки являются обязательными для поддержания допустимого уровня.
Вопрос 5: Последовательности толстых и тонких пластин?
Тонкие детали (<3 мм): используйте «пропускную сварку» для рассеивания тепла. Толстые детали (>6 мм): используйте «симметричный ступенчатый метод» для компенсации усадки.
Вопрос 6: Самая большая ошибка в управлении стрессом?
Чрезмерное зажимание при игнорировании последовательность сваркиЖесткая фиксация приводит к обратному отскоку; используйте «шаг назад», чтобы снять напряжение естественным путем.
Не позволяйте сварочной деформации поставить под угрозу ваши металлы
Искажение — распространённый эффект лазерной сварки.Это результат реакции металла на тепло. Однако вы можете минимизировать его воздействие Главное — понимать, как происходит искажение. Есть вещи, которые вы можете сделать, чтобы уравновешивать или противодействовать этим естественным реакциям.
Вы можете использовать зажимные или специальные методы сварки например, шаг назад, последовательности и т. д. Они могут предотвратить искажения, С использованием правильные инструменты Это также облегчит поддержание целостности металлической конструкции.
Конечно, вы также можете сотрудничать с опытным или профессиональным сварщиком чтобы вам было удобнее.
Получите эффективные решения от Baison для минимизации сварочных деформаций!
Борьба с деформациями в процессе сварки может быть сложной задачей, но только если вы используете неправильные инструменты. Не ставьте под угрозу свое производство и проекты, используя некачественные инструменты. Байсон Лазер приводит качественные решения вашим потребностям в лазерной сварке.
Обеспечьте точность и эффективность за счет минимизации искажений. Свяжитесь с компанией Бэйсон Лазер поэтому мы можем помочь довести ваши проекты до конца с помощью самых современных лазерных технологий.
