Actualmente, en la industria manufacturera, el método de procesamiento común ha cambiado del procesamiento por contacto tradicional al procesamiento láser sin contacto. El equipo común en el procesamiento láser es...máquina de soldadura láser. Porque máquina de soldadura láser Tiene ventajas significativas, como alta eficiencia de soldadura, soldaduras pequeñas y puntos pequeños, y es muy apreciado por muchos clientes. Cuanto más se usa, más fallas se presentan.
Por supuesto, cualquier máquina tiene la posibilidad de fallar. Para hacer... máquina de soldadura láser Para que funcione mejor, reduzca el número de fallos y aumente su eficiencia, es fundamental comprender los problemas a los que se debe prestar atención durante su funcionamiento y los métodos de gestión de fallos. Este artículo explica principalmente los métodos comunes de resolución de problemas. máquina de soldadura láser:
1. ¿Por qué aparecen grietas durante la soldadura con máquina de soldadura láser?
Tipo de grieta y mecanismo de formación:
1. Grieta térmica:
También conocida como grieta intergranular, se genera principalmente durante el proceso de solidificación de la soldadura.
Causas de formación:
El material tiene un alto contenido de impurezas (como impurezas de bajo punto de fusión como S y P), que se segregan en el límite del grano para formar eutéctico, lo que reduce la resistencia del límite del grano;
Los granos son gruesos y los límites de grano son débiles;
El aporte de calor de soldadura es grande, lo que da como resultado un largo tiempo de solidificación y un crecimiento de grano suficiente;
La tensión de restricción de la soldadura es grande y se producen grietas durante el enfriamiento y la contracción.
Características típicas:
Generalmente se expanden a lo largo del límite del grano;
Aparecen principalmente en el centro de la soldadura o cerca de la línea de fusión.
2. Grietas frías:
Se producen durante el proceso de enfriamiento una vez finalizada la soldadura y aparecen después de un retraso de varias horas o incluso días.
Causas de formación:
Se forma una estructura de endurecimiento por soldadura (como la martensita), que es muy frágil;
Alto contenido de hidrógeno (alambre de soldadura húmedo, ambiente húmedo);
Alta tensión de soldadura;
Sin precalentamiento o precalentamiento insuficiente antes de soldar.
Características típicas:
La dirección es mayoritariamente horizontal o a lo largo de la zona afectada por el calor;
Es retrasado e impredecible.
3. Grietas por recalentamiento:
Debilitamiento del límite de grano: los elementos de aleación (como V, Nb, Ti, etc.) se precipitan en el límite de grano para formar fases frágiles; múltiples ciclos térmicos dan lugar a una estructura de límite de grano suelta.
Rango de sensibilidad a la temperatura: cuando se recalienta a 450~650 °C (o la zona de temperatura sensible de un material específico), la fragilización del límite del grano es significativa y se inducen grietas fácilmente.
Efecto de la tensión residual: la tensión de tracción residual original en la zona afectada por el calor se libera durante el calentamiento, lo que provoca la propagación de grietas.
Características de la grieta:
Se producen principalmente en el tratamiento térmico posterior a la soldadura o en la capa intermedia de la soldadura multicapa de múltiples pasadas;
Ubicados en la zona afectada por el calor, en forma de grietas transversales;
A menudo se extienden a lo largo del límite del grano, con retraso;
Difícil de detectar, con gran daño.
Análisis de los factores que afectan la formación de grietas:
Composición del material:
Materiales como acero con alto contenido de carbono, acero de alta resistencia, aleación de aluminio, aleación a base de níquel, etc. tienen una alta sensibilidad al agrietamiento;
Los elementos de impureza (S, P, B, etc.) son fáciles de segregar en el límite del grano para formar una estructura frágil.
Entrada de calor de soldadura:
Aporte excesivo de calor: enfriamiento lento de la soldadura, granos gruesos y mayor tendencia al agrietamiento;
Aporte excesivo de calor: mala fusión de la soldadura, formación de una zona de concentración de tensiones.
Velocidad de soldadura:
Velocidad excesiva: calor insuficiente, penetración insuficiente, mala unión;
Velocidad excesiva: expansión de la zona afectada por el calor, aumento de los ciclos térmicos y alto riesgo de fragilización de los límites de grano.
Diseño de la estructura de soldadura:
Las áreas con estructuras complejas o concentración de tensiones (como placas gruesas y juntas transversales) son más propensas a agrietarse;
El diseño irracional produce una gran deformación y tensión residual después de la soldadura.
Brecha de montaje:
Hueco excesivo: fusión difícil, relleno insuficiente, poros, fisuras sin fusionar y microfisuras;
Brecha desigual: fluctuaciones en el aporte de calor local y concentración de tensiones.
Tratamiento de precalentamiento/postcalentamiento:
Precalentamiento insuficiente antes de soldar: enfriamiento rápido, fácil generación de estructura frágil (como martensita);
Tratamiento térmico post-soldadura inadecuado: no aplicar la velocidad de enfriamiento adecuada al proceso o tiempo de mantenimiento insuficiente, lo que induce grietas.
Humedad ambiental/contenido de hidrógeno:
El entorno de soldadura es húmedo, los materiales de soldadura contienen agua y la superficie del material original tiene agua u óxido, lo que aumentará el contenido de hidrógeno;
Los átomos de hidrógeno se difunden en la soldadura, provocando grietas inducidas por hidrógeno (especialmente grietas frías).
Soluciones específicas para grietas en máquinas de soldadura láser:
1. Selección de materiales:
Seleccione materiales con fuerte resistencia a las grietas;
Reducir el contenido de impurezas como S y P en el material;
Utilice materiales de soldadura con bajo contenido de hidrógeno;
Para aleaciones de aluminio, seleccione modelos de aleación con buen rendimiento de soldadura.
2. Ajuste los parámetros de soldadura de la máquina de soldadura láser:
Reducir adecuadamente la potencia del láser o la entrada de calor para evitar un baño de soldadura excesivo;
Ajuste razonablemente la velocidad de soldadura para evitar una zona afectada por calor excesivo;
Utilice una estrategia de entrada de calor decreciente para la soldadura de múltiples pasadas;
Controle el tamaño del punto, la posición del enfoque y la profundidad de soldadura.
3. Mejorar el diseño estructural:
Reducir las restricciones en la soldadura (como extremos libres o transiciones razonables);
Optimizar la forma de la unión, por ejemplo, eligiendo juntas a tope en lugar de juntas en T;
Mantenga un espacio de montaje razonable para evitar soldaduras vacías o penetración incompleta.
4. Medidas de tratamiento pre-soldadura/post-soldadura
Precalentamiento antes de soldar: especialmente para acero de alta resistencia y acero con alto contenido de carbono, se recomienda precalentar a 100~300 °C;
Aislamiento o recocido después de la soldadura: enfriamiento lento para eliminar la tensión;
Controlar la temperatura y la humedad ambiente para evitar el agrietamiento inducido por hidrógeno.
5. Introducción de procesos auxiliares:
Soldadura híbrida láser-arco: Reduce el pico de entrada de calor;
Utilice gas de protección posterior (como argón) para reducir la oxidación;
Utilice soldadura oscilante para aumentar el ancho de soldadura y reducir la concentración de tensión.
6. Detección y seguimiento:
Sistema de monitoreo de temperatura en tiempo real;
Tecnología de detección de grietas en línea, como emisión acústica e imágenes térmicas infrarrojas;
Utilice métodos de pruebas no destructivas posteriores a la soldadura (UT, PT, RT) para comprobar los riesgos de grietas.
2. La máquina de soldadura láser no tiene suficiente penetración:
1) La energía del láser no es suficiente, lo que se puede solucionar aumentando el ancho del pulso y la corriente.
2) La cantidad de desenfoque del espejo de enfoque es incorrecta y la cantidad de desenfoque debe ajustarse a una posición cercana al punto focal (pero no deben generarse salpicaduras).
3. El rayo láser de la máquina de soldadura láser se debilita durante la soldadura:
1) El agua de refrigeración está contaminada o no se ha reemplazado durante mucho tiempo. Reemplace el agua de refrigeración y limpie el tubo de vidrio del filtro UV y la lámpara de xenón para solucionar el problema.
2) La lente de enfoque o el diafragma de la cavidad resonante del láser están dañados o contaminados y deben reemplazarse o limpiarse a tiempo.
3) El láser en la trayectoria óptica principal está desfasado. Ajuste los diafragmas de reflexión total y semirreflexión en la trayectoria óptica principal. Utilice papel fotográfico para comprobar y ajustar el punto de luz circular.
4) El láser no sale del centro de la boquilla de aire de cobre, debajo del cabezal de enfoque. Ajuste el diafragma de reflexión de 45 grados para que el láser salga del centro de la boquilla de aire.
5) El obturador óptico no está completamente abierto. Revise y añada aceite lubricante al conector del obturador óptico para que quede suave.
Este artículo explica principalmente por qué aparecen grietas durante la soldadura láser y ofrece soluciones específicas. Se presentan brevemente los problemas que presentan estas dos últimas máquinas de soldadura láser. Si desea profundizar en su conocimiento, contáctenos. Lo analizaremos con los técnicos de Eagle con más detalle y luego lo compartiremos con usted.
Las tres maneras más comunes de solucionar fallas en las máquinas de soldadura láser son las siguientes. Espero que les sea útil.
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