Lazer lehimləmə ilə mis və alüminium: Texniki çətinliklər və həllər

Mis və alüminium müasir istehsalatda ən vacib materiallardan ikisidir – və eyni zamanda lazer lehimləməsi üçün ən çətin materiallardır. ən çətin lazer lehimləməsi üçün. Onların termal və optik xüsusiyyətləri lazer lehimləməsinin polad və paslanmayan poladda sadə olmasının əsasını təşkil edən standart fərziyyələrə qarşı çıxır.

İstehsalçılar mis və ya alüminium birləşmələrində zəif birləşmə, çatlamalar, porozluq və ya qeyri-müntəzəm nüfuz etmə ilə qarşılaşdıqda, səbəb demək olar ki, həmişə lazer sisteminin imkanları ilə bu materialların tələb etdiyi fiziki realıqlar arasındakı uyğunsuzluqdur.

Bu məqalə hər bir metalın yaratdığı konkret çətinlikləri, onların dissimilar metal lehimləməsində əlavə mürəkkəbliyi və etibarlı, istehsal üçün hazır nəticələr verən praktik yanaşmaları izah edir.

Əsas nəticələr:

• Brinj% Yüksək 1064 nm əks etdiricilik (95–98%) və fövqəladə termal keçiricilik yüksək güc sıxlığı, yaşıl lazerlər (515 nm) və ya dəqiq impuls formalama tələb edir.

• Alüminium: Hidrogen porozluğuna və isti çatlamaya meyllidir (xüsusilə 6xxx seriyası); səth hazırlığı və doldurucu tel seçimi qəti şəkildə tələb olunur.

• Mis–alüminium: Əsas maneə — qırılgan intermetalik birləşmələrin (IMC) əmələ gəlməsidir; istilik daxilolmasının azaldılması və şüa sürüşməsinin nəzarət edilməsi vacibdir.

Mis və standart lifli lazer qaynaqlaması ilə bağlı əsas problem optik xarakter daşıyır. Mis, standart iterbiyum lifli lazerlərin dalğa uzunluğunda 1064nm — çox yüksək əks etdiriciliyə malikdir. Otaq temperaturunda mis gələn lazer enerjisinin təxminən 95–98%-ni əks etdirir.

• Geri əks etdirilmə riski: Əks etdirilən şüa lazer mənbəyinə doğru geri qayıdır. Güclü geri əks etdirilmə qorunması olmadan bu enerji lif konektorlarını, kolimatorları və özü lazer modulunu zədələyə bilər. Polad üçün nəzərdə tutulmuş standart lifli lazerlər kifayət qədər qorunma imkanına malik ola bilməz.

• Qeyri-müntəzəm qoşulma: Enerji sıxlığı həddin altına düşdükdə, demək olar ki, bütün enerji əks olunur. Bir açıq kanal (keyhole) yarandıqdan sonra udma qabiliyyəti 80–90% aralığına qədər sıçrayır. Bu kəskin keçid qeyri-sabit birləşdirmə başlanğıcına, püskürmələrə və qeyri-müntəzəm nüfuz etməyə səbəb ola bilər.

Mis istiliyi təxminən poladın qədər səkkiz dəfə sürətlə keçirir . Birləşdirmə zonasına verilən enerji ərimə temperaturuna çatmaq üçün toplanmaq əvəzinə, ətrafdakı materiala tez yayılır. Lazer, yüksək güclü sıxlıqla tez təchiz edərək istilik diffuziyasına qarşı yarışda qalmaq məcburiyyətindədir.

• Yaşıl lazer birləşdirməsi (515 nm / 532 nm): Misnin yaşıl dalğa uzunluqlarında udma qabiliyyəti 40–60%(1064 nm-də 2–5%-ə nisbətən)

• Yüksək Güclü Növbəli və ya Modulyasiya Edilmiş 1064 nm: Yüksək zirvə gücü impulsları açıq dəlik (keyhole) yarada və davam etdirə bilər, lakin bu üsul səth şəraiti və birləşmənin uyğunluğuna çox həssasdır.

• Səth hazırlığı: Təmiz, oksid olmayan səthlər qoşulma sabitliyini yaxşılaşdırır.

• Nümunə Testi Mütləq Tələb Olunur: Xüsusi ərintiləri və qalınlıqları təsdiqləmək üçün həmişə istehsal şəraitində nümunə qaynaqları aparın.

Alüminium istiliyi dəmirə nisbətən təxminən dörd dəfə sürətlə keçirir. Aşağı ərimə nöqtəsi (~660°C) və qaynama nöqtəsinə qədər dar aralıq ilə birlikdə alüminium möhkəm halda maye və sonra buxara çox sürətli keçir. Bu, sabit ərimiş hissə pəncərəsini daraldır və açıq dəlik (keyhole) sabitliyini parametrlərin dəyişməsinə çox həssas edir.

Hidrogen porozluğu alüminium lazer qaynaqlarında əsas defektdir. Alüminium nəm, yağlayıcılar və səth oksidlərindən asanlıqla hidrogen udur. Sürətli bərkimə zamanı tutulmuş hidrogen daxili porlar əmələ gətirir. Porozluğunu azaltmaq üçün aşağıdakı tədbirlər tətbiq olunmalıdır:

• Uyğun həlledicilərlə diqqətlə səth temizlənməsi.

• Saxlama, emal və qoruyucu qazın təmizliyi üzərində sərt nəzarət.

Bəzi ərintilər – xüsusilə 6000-seriyası (6061, 6063) – geniş bərkimə aralığı səbəbilə isti çatlara çox həssasdır.

• Həll: Bərkimə davranışını dəyişdirmək, sürəti optimallaşdırmaq və birləşmənin məhdudlaşdırılmasını azaltmaq üçün uyğun doldurucu simdan istifadə edin (məsələn, 6061 üçün 4043 doldurucu ). Çatların yaranmasına meylli ərintilərin avtogen (doldurucusuz) qaynaqlanması nadir hallarda mümkündür.

Mis və alüminiumun birləşdirilməsi — artan dərəcədə vacib olur EV akkumulyator bağlantıları, şinlər və elektrik kontaktları üçün — mürəkkəb metallurgik çətinliklər yaradır.

Erimiş qovşaqlarda mis və alüminium qarışdıqda onlar belə qırılgan beynəmetallik birləşmələr əmələ gətirir CuAl₂ və Cu₉Al₄ . Bu birləşmələrin xüsusiyyətləri aşağıdakılardır:

• Qırılgandır: Onlar mexaniki gərginlik altında asanlıqla qırılırlar.

• Elektriklə müqavimətli: Onlar kontakt müqavimətini artırır və elektrik xüsusiyyətlərinə zərər verir.

• İstilikə həssas: Daha yüksək istilik daxilolması daha qalın və daha məhvin edici IMC təbəqələri yaradır.

• Şüa mövqeyinin yerdəyişməsi: Lazer şüasını əsasən daha asan əriməyə və ya daha effektiv enerji udma qabiliyyətinə malik materiala (adətən alüminiuma) yönəldin ki, istiliyin keçirilməsinə güvənib birbaşa qarışdırmanı məhdudlaşdırmaq mümkün olsun.

• Qısa impuls müddəti və yüksək zirvə gücü: Enerjini sürətli şəkildə ötürmək, daha kiçik ərimə havuzunu yaratmaq və reaksiya müddətini azaltmaq üçün MOPA laserlərindən istifadə edin.

• İstilik daxilolmasının azaldılması: IMC təbəqəsinin qalınlığını məhdudlaşdırmaq və eyni zamanda kifayət qədər birləşməni təmin etmək üçün ümumi istilik daxilolmasını aşağı saxlayın.

• Mis tətbiqləri: EV akkumulyatorunun avtobus barları, istilik mübadiləsi cihazları, elektrik kontaktları və enerji konektorları.

• Alüminium tətbiqləri: Avtomobil struktur komponentləri (beyaz karoseriya, akkumulyator qabları), kosmik sənaye üçün lövhə metalı və HVAC istilik mübadiləsi cihazları.

• Mis-alüminium fərqli materiallar üçün tətbiqlər: EV akkumulyator hüceyrəsi qoşulmaları, motor sarğı bağlantıları və enerji çevirici avtobus barları.

At Jiangpin texnologiyası biz mis və alüminium üçün lazer qaynağı üçün universal həll yolu mövcud deyil inancına sahibik. Əvvəlcə sizin xüsusi materiallarınızı, birləşmə geometriyanızı və performans tələblərinizi təhlil edirik.

• Mis üçün: Lazer mənbəyi seçimi ilə bağlı sizə yön veririk — 1064 nm geri əks etmə problemlərini aradan qaldırmaq üçün irəli səviyyəli yaşıl lazer sistemləri daxil olmaqla.

• Alüminium üçün: Porozluq və çatlamaları aradan qaldırmaq üçün möhkəm material hazırlığı protokolları və qoruyucu qaz spesifikasiyaları təqdim edirik.

• Fərqli materialların birləşdirilməsi üçün: Məhz mexaniki və elektrik parametrlərinə uyğunluğu təmin etmək üçün fərdiləşdirilmiş nümunə test matrisləri (şüa yerdəyişməsi, impuls forması, hərəkət sürəti) hazırlayırıq.

Hər bir Jiangpin Tech sistemi tam sənədləşmə, CE nişanı və beynəlxalq istehsalçılar üçün nəzərdə tutulmuş etibarlı uzaqdan quraşdırma dəstəyi ilə təchiz olunur.

Mis və ya alüminium qaynağı prosesinizi optimallaşdırmağa hazırsınız? Tətbiqiniz haqqında müzakirə etmək və ya nümunə qaynağı testi təyin etmək üçün bu gün mühəndislik komandamıza müraciət edin.