Lazer kaynak teknolojisinin farklı metal kaynaklarında uygulanması

Birçok endüstri yapısal, uygulama veya ekonomik nedenlerden dolayı farklı metalik malzemelerin birleştirilmesini gerektirir. Farklı metalleri birleştirmek, her metalin en iyi özelliklerinden daha iyi faydalanılmasını sağlayabilir. Bu nedenle, herhangi bir kaynak işlemine başlamadan önce kaynakçı, metalin erime noktası, termal genleşme vb. dahil olmak üzere her malzemenin özelliklerini belirlemeli ve ardından malzemenin özelliklerine göre kendisine uygun bir kaynak işlemi seçmelidir.

Benzer olmayan metal kaynağı, belirli işlem koşulları altında iki veya daha fazla farklı malzemenin (farklı kimyasal bileşimlere, metalografik yapılara veya özelliklere sahip) kaynaklanması işlemini ifade eder. Farklı metallerin kaynağı arasında en yaygın olanı farklı çeliğin kaynağı olup, bunu farklı demir dışı metallerin kaynağı takip etmektedir. Farklı metaller kaynaklandığında ana metalden farklı özelliklere sahip bir geçiş tabakası oluşacaktır. Farklı metallerin element özellikleri, fiziksel özellikleri, kimyasal özellikleri vb. açısından önemli farklılıkları olduğundan, farklı malzemelerin kaynak işlemi teknolojisi, aynı malzemenin kaynağına göre çok daha karmaşıktır.

Lazer kaynak makineleri bu engellerin üstesinden gelebilir ve farklı metallerin gerçekten mükemmel şekilde kaynaklanmasını sağlayabilir.

1. Bakır ve çeliğin lazer kaynağı

Bakır-çelik kaynağı, farklı malzemelerin tipik bir kaynağıdır. Bakır ve çeliğin erime noktalarında, termal iletkenlik katsayılarında, doğrusal genleşme katsayılarında ve mekanik özelliklerinde, bakır ve çeliğin doğrudan kaynaklanmasına elverişli olmayan büyük farklılıklar vardır. Lazer kaynağının yüksek termal enerji yoğunluğu, daha az erimiş metal, dar ısıdan etkilenen bölge, yüksek bağlantı kalitesi ve yüksek üretim verimliliği gibi avantajlarına dayanarak, bakır ve çeliğin lazer kaynağı mevcut gelişme trendi haline geldi. Bununla birlikte, çoğu endüstriyel uygulamada bakırın lazer soğurma oranı nispeten düşüktür ve bakır, kaynak işlemi sırasında oksidasyon, gözenekler ve çatlaklar gibi kusurlara eğilimlidir. Bakır ve çelik gibi farklı metallerin çok modlu lazerlere dayanan lazer kaynak prosesinin daha da geliştirilmesi gerekmektedir.

2. Alüminyum ve çeliğin lazer kaynağı

Alüminyum ve çeliğin erime noktaları çok farklıdır ve farklı malzemelerden metalik bileşikler oluşturmak kolaydır. Ayrıca alüminyum ve çelik alaşımları yüksek yansıtma ve yüksek ısı iletkenlik özelliklerine sahip olduğundan kaynak sırasında anahtar deliği oluşturmak zorlaşır ve kaynak sırasında yüksek enerji yoğunluğu gerekir. Deneyler, lazer enerjisinin ve malzemenin etki süresinin kontrol edilmesiyle arayüz reaksiyon katmanının kalınlığının azaltılabileceğini ve ara faz oluşumunun etkili bir şekilde kontrol edilebileceğini bulmuştur.

3. Magnezyum alüminyum ve magnezyum alüminyum alaşımlarının lazer kaynağı

Alüminyum ve alaşımları, iyi korozyon direnci, yüksek özgül mukavemet ve iyi elektriksel ve termal iletkenlik avantajlarına sahiptir. Magnezyum, alüminyumdan daha hafif, daha yüksek özgül mukavemete ve özgül sertliğe sahip, iyi darbe direncine sahip, demir dışı bir metaldir. Magnezyum-alüminyum kaynağının temel sorunu, ana metalin kolaylıkla oksitlenmesi, yüksek ısı iletkenliğine sahip olması ve kolayca çatlak ve gözenek gibi kaynak kusurları oluşturmasıdır. Ayrıca lehim bağlantılarının mekanik özelliklerini önemli ölçüde azaltan intermetalik bileşikleri de kolaylıkla üretir.

Yukarıdaki, lazer kaynak makinesinin farklı metal malzemelerdeki kaynak uygulamasıdır. Benzer olmayan metal malzemelerin lazerle kaynağı, farklı çelikten demir dışı metallere ve bunların alaşımlarına, özellikle magnezyum-alüminyum alaşımlarına ve titanyum-alüminyum alaşımlarına doğru genişledi. Lazer kaynağı ilerleme kaydetmiş ve belirli nüfuz derinliği ve mukavemete sahip kaynaklı bağlantılar elde edilmiştir.