Ныклы эретеп ябыштыру - югары тизлекле һәм экономияле тоташтыру ысулы. Ул нечкә пластиналы компонентларны һава үткәрмәүне таләп итмәгән тоташулар белән тоташтыру өчен яраклы. Ныклы эретеп ябыштыруның күп төрләре бар, мәсәлән, каршылыклы нокталы эретеп ябыштыру, дугалы нокталы эретеп ябыштыру, ябыштыргычлы нокталы эретеп ябыштыру,композит нокталы эретеп ябыштыру, һәм лазерлы нокталы эретеп ябыштыру. Хәзерге вакытта каршылыклы нокталы эретеп ябыштыру җитештерүдә киң кулланыла. Автомобиль сәнәгатен мисал итеп алсак, автомобиль кузовы панель компонентларын җыю вакытында 3000-4000 эретеп ябыштыру ноктасы кирәк, бу өчен 250-300 робот, шулай ук ярдәмче идарә итү системалары һәм башка ярдәмче җиһазлар кирәк. Ләкин каршылыклы нокталы эретеп ябыштыруның сыгылучанлыгы начар. Икътисади тиз үсеш белән автомобиль компонентларының геометрик формалары һәм структураларын яңарту циклы бик кыскарды. Яңа продуктларны һәм модельләрне яңарту өчен нәтиҗәле һәм сыгылучан яңа төр нокталы эретеп ябыштыру технологиясе кирәк. Шуңа күрә лазерлы нокталы эретеп ябыштыру технологиясе әкренләп игътибар үзәгенә әйләнде һәм автомобиль сәнәгате җитештерүендә киң кулланылыр дип көтелә. Аэрокосмик өлкәдә лазерлы нокталы эретеп ябыштыру альтернатив технология буларак та сынап карала. Озак вакыт дәвамында аэрокосмик продуктларның тоташтыргычлары, гадәттә, күп җитештерү процессларын һәм зур эш йөкләмәсен үз эченә алган крипловка кулланылды. Алюминий эретмәләре, титан эретмәләре һәм композит материаллар кебек яңа материалларның кулланылышы арту белән, традицион тоташтыру ысулларын алыштыру өчен яңа эретеп ябыштыру технологияләрен куллану төп тенденциягә әйләнде. Бу җитештерү нәтиҗәлелеген генә түгел, ә конструкция авырлыгын да киметә һәм яңа конструкция проектлау таләпләренә туры килә, бу аэрокосмик продуктлар өчен зур әһәмияткә ия. Лазерлы нокталы эретеп ябыштыруның югары төгәллеге һәм югары сыгылмалылыгы аңа гамәли җитештерүдә, бигрәк тә авиация сәнәгатендә, зур өстенлекләр бирә, анда ул каршылыклы нокталы эретеп ябыштыру һәм крэпчынлау кебек традицион процессларны алыштыра ала.
I. Лазерлы нокталы эретеп ябыштыруның билгеләмәсе һәм үзенчәлекләре
Билгеләмә
Лазер белән нокталы эретеп ябыштыру - бер лазер импульсы (t > 1мс) яки бер үк урында берничә лазер импульсы ярдәмендә эш кисәкләрен эретү һәм тоташтыру процессы.
Лазер белән нокталы эретеп ябыштыру, нигездә, башка лазер белән эретеп ябыштыру процессларына охшаш; бердәнбер аерма шунда ки, нокталы эретеп ябыштыру вакытында лазер нуры һәм эш кисәге арасында чагыштырмача күчеш юк. Лазер белән нокталы эретеп ябыштыру ике төргә бүленә: җылылык үткәрүчән эретеп ябыштыру һәм ачкыч тишеге белән эретеп ябыштыру. Җылылык үткәрүчән нокталы эретеп ябыштыруда лазер металлны парга әйләндермичә генә эретә ала. Бу ысул 0,5 мм дан кимрәк калынлыктагы металларны эретеп ябыштыру өчен күбрәк яраклы, мәсәлән, электрон компонентларны Nd:YAG лазер белән нокталы эретеп ябыштыру. Лазер белән нокталы эретеп ябыштыруда лазер ачкыч тишеге аша турыдан-туры материал эченә керә ала, лазер энергиясен куллану дәрәҗәсен арттыра һәм зуррак үтеп керү тирәнлегенә ирешә. Традицион каршылыклы нокталы эретеп ябыштыру эш кисәкләрен эретеп, электр тогы белән барлыкка килгән каршылык җылылыгын кулланып эретеп ябыштыру нокталары барлыкка китерә, ә лазер белән нокталы эретеп ябыштыруның җылылык чыганагы лазер нурланышыннан килә, нәтиҗәдә эретеп ябыштыру нокталары формалары сизелерлек аерылып тора.
Лазер белән нокталы эретеп ябыштыруның көйләнергә мөмкин булган параметрларына, гадәттә, лазер көче, нокталы эретеп ябыштыру вакыты һәм дефокус күләме керә. Импульс режимын кулланып нокталы эретеп ябыштыру өчен параметрларга шулай ук импульс дулкын формасы, ешлык һәм эш циклы керә. Алар арасында лазер көче, нигездә, эретеп ябыштыру урынының үтеп керү тирәнлегенә тәэсир итә, ә нокталы эретеп ябыштыру вакыты эретеп ябыштыру урынының ян зурлыгына зуррак йогынты ясый. Гомумән алганда, лазер тәэсире вакыты озынрак булган саен, эретеп ябыштыру урынының өске һәм аскы өслекләренең зурлыгы һәм кушылу өслегенең зурлыгы зуррак була. Дефокус күләмендәге үзгәрешләр, нигездә, эш кисәге өслегенә тәэсир итүче нокта диаметрына һәм энергия тыгызлыгына тәэсир итә, шулай итеп, эретеп ябыштыру урынының гомуми формасына зур йогынты ясый.
Характеристика
- Лазерны җылылык чыганагы буларак кулланганда, нокталы эретеп ябыштыру югары тизлек, югары төгәллек, түбән җылылык кертү һәм эш кисәгенең минималь деформациясен тәэмин итә.
- Нукта эретеп ябыштыру позицияләрендә иреклек дәрәҗәсе күпкә яхшырды, бу барлык позицияләрдә дә нокта эретеп ябыштыру мөмкинлеген бирә һәм җиңел генә гамәлгә ашырабер яклы нокталы эретеп ябыштыру, шулай итеп, продукт дизайны иреген сизелерлек арттыра.
- Лазерлы нокталы эретеп ябыштыруның тоташу урыннарының зурлыгына таләпләре түбән. Тоташу урыннарының саны һәм эретеп ябыштыру урыннары арасындагы ара кебек параметрларга минималь чикләүләр бар, һәм ток шунтлау йогынтысын исәпкә алырга кирәкми.
- Тигез булмаган калынлыктагы пластиналарны, төрле материалларны һәм махсус материалларны (алюминий эретмәләре, гальванизацияләнгән битләр) эретеп ябыштыру өчен лазер белән нокталы эретеп ябыштыру гадәти нокталы эретеп ябыштыру ысулларына караганда яхшырак нәтиҗә бирә.
- Ул күп санлы ярдәмче җиһазлар таләп итми, продукт үзгәрешләренә тиз җайлаша ала һәм базар таләпләрен канәгатьләндерә ала.
II. Лазер белән нокталы эретеп ябыштыруның җитешсезлекләрен анализлау
Ярыклар, тишекләр һәм чүгәләүләр - лазер белән эретеп ябыштыруның иң еш очрый торган җитешсезлекләре, алар түбәндә берәмтекләп анализлана.
1. Ярыклар
Ярыклар өслек ярыкларына һәм буй ярыкларына бүленә. Лазер белән нокталы эретеп ябыштыру вакытында җылыну һәм суыту тизлеге бик тиз, нәтиҗәдә җылытылган мәйдан һәм тирә-юньдәге металл арасында зур температура градиенты барлыкка килә, бу җиңел генә ярыклар барлыкка килүгә китерә. Ярыклар барлыкка килү материал белән тыгыз бәйләнгән; мәсәлән, алюминий эретмәләре лазер белән нокталы эретеп ябыштыру вакытында дат басмас корыч белән чагыштырганда күпкә югарырак ярылуга омтыла. Ярыклар барлыкка килүне бастыруның нәтиҗәле ысулы - металл катыру процессының суыту тизлеген контрольдә тоту һәм эчке киеренкелекне киметү өчен импульс дулкын формасын оптимальләштерү.
2. Тишекләр
Лазер белән нокталы эретеп ябыштырулардагы мәсамәле җитешсезлекләрне (мәсаләрне) кечкенә мәсамәләргә һәм зур мәсамәләргә бүлеп була. Кечкенә мәсамәләрнең сәбәбе, нигездә, металл катыланганда сыек металлда водородның эрүчәнлеге кимүе, шулай ук ачкыч тишегендә металлның тиз парга әйләнүе һәм эрегән күлнең бозылуы. Зур мәсамәләрнең сәбәбе, нигездә, лазер белән нокталы эретеп ябыштыру вакытында суыну тизлегенең артык тиз булуы, бу исә ачкыч тишеге тирәсендәге металлның кире тулуы өчен җитәрлек вакыт калдырмау. Гадәттә, озын импульслы нокталы эретеп ябыштыруда кечкенә мәсамәләрнең барлыкка килүенә омтыла, ә кыска импульслы нокталы эретеп ябыштыруда зур мәсамәләрнең барлыкка килү ихтималы зур.
Лазер белән нокталы эретеп ябыштыруда тишекләр иң еш очрый торган ике урын бар: берсе эретеп ябыштыру урынының уртасындагы кушылу зонасы янында, икенчесе эретеп ябыштыру тамырында. Рентген нурлары белән төшерелгән эрү рәсемнәре күрсәткәнчә, кушылу зонасы янындагы тишекләр, нигездә, ачкыч тишеге ябылгач, муенның ябылуы аркасында барлыкка килә; эретеп ябыштыру тамырындагы тишекләр өчен алар, нигездә, ачкыч тишеге барлыкка килгәннән соң лазерның тиз юкка чыгуы аркасында ачкыч тишегенең җимерелүе нәтиҗәсендә барлыкка килә.
3. Салбырау
Лазер белән нокталы эретеп ябыштыруда салбырау - ачык күренеш. Эретеп ябыштыру ноктасы өслегендәге үзәк салбырау һәм аның тирәсендәге металл туплануы металл парга әйләнү нәтиҗәсендә барлыкка килгән кире кайтару көче аркасында барлыкка килә, бу сыек металлны эретеп ябыштыру ноктасы өслегенә этәрә. Суыту процессы вакытында өслектә тупланган металл тиз катып кала һәм тулысынча тутырыла алмый. Моннан тыш, металлның тиз парга әйләнүе һәм сиптерүе аркасында материал югалту үзәк салбыруга китерә торган тагын бер фактор булып тора. Импульс вакыты эретеп ябыштыру ноктасы өслегенең салбыравына да, мәсамәләрнең барлыкка килүенә дә зур йогынты ясый. Импульс дулкын формасын һәм вакытын оптимальләштерү юлы белән канәгатьләнерлек эретеп ябыштыру нокталарына ирешергә мөмкин.
4. Фокусны киметү күләменең эретеп ябыштыру урыннарына йогынтысы
Фокустан чыгару күләменең үзгәрүе нокта диаметрына һәм энергия тыгызлыгына турыдан-туры тәэсир итә. Фокустан чыгару күләме тискәре һәм уңай юнәлештә артканда, бу нокта диаметрының артуын һәм энергия тыгызлыгының кимүен аңлата. Лазер белән нокталы эретеп ябыштыру вакытында нокта диаметры белән лазерның сынау кисәгенә төшүе нәтиҗәсендә барлыкка килгән башлангыч ачкыч тишегенең зурлыгы арасында билгеле бер бәйләнеш бар, ә энергия тыгызлыгы эрегән күлнең киңәю тизлеген билгели. Фокустан чыгару күләменең абсолют кыйммәте кечкенә булганда, лазер ноктасының диаметры кечкенә, лазер көче тыгызлыгы югары, һәм эретеп ябыштыру ноктасының эрегән күленең киңәю тизлеге тиз, ләкин башлангыч ачкыч тишегенең диаметры кечкенә. Киресенчә, фокустан чыгару күләме зур булганда, башлангыч ачкыч тишегенең диаметры зур, ләкин эрегән күлнең киңәю тизлеге әкренәя, һәм нәтиҗәдә эретеп ябыштыру ноктасының зурлыгы зур булмаска мөмкин. Шуңа күрә, фокустан чыгару күләме үзгәргәндә, нокта диаметрының һәм эретеп ябыштыру ноктасының өслек көче тыгызлыгының комплекслы йогынтысы эретеп ябыштыру ноктасының зурлыгын билгели.
III. Лазерлы нокталы эретеп ябыштыру технологиясен куллану
Лазерлы нокталы эретеп ябыштыру югары тизлек, зур үтеп керү тирәнлеге, минималь деформация белән аерылып тора һәм бүлмә температурасында яки гади эретеп ябыштыру җиһазлары белән махсус шартларда башкарылырга мөмкин. Моннан тыш, югары ешлыклы импульслы лазерларның барлыкка килүе (секундына 40 импульстан югарырак ешлык белән) массакүләм автоматлаштырылган җитештерүдә микро һәм кечкенә компонентларны җыю һәм эретеп ябыштыруда лазерлы нокталы эретеп ябыштыруны киң куллану мөмкинлеген бирде. Кечкенә җылылык тәэсире зонасын таләп итүче кечкенә электрон компонентларны эретеп ябыштырганда - мәсәлән, пыяла һәм металл арасындагы тоташу, җылылыкка сизгер ярымүткәргеч схемалардагы тоташуларны тоташтыру һәм чыбыклардагы төрле металлар арасындагы тоташу - лазерлы нокталы эретеп ябыштыру традицион нокталы эретеп ябыштыру процессларына караганда (мәсәлән, каршылыклы нокталы эретеп ябыштыру) отышлырак, пычранусыз эретеп ябыштыру урыннары һәм югары эретеп ябыштыру сыйфаты белән. 6-60 нчы рәсемдә автомобиль фаралары җитештерүдә лазерлы нокталы эретеп ябыштыруның куллану мисалы күрсәтелгән: 500 Вт каты халәттәге импульслы лазер бик югары импульс ешлыгы белән дүрт охшаш эретеп ябыштыру ноктасын барлыкка китерә.
Микроструктураларда югары импульс энергиясен кулланып югары төгәллекле нокталы эретеп ябыштыру башкарганда, импульслы Nd:YAG лазерлары техник һәм икътисади өстенлекләргә ия. Күпчелек сәнәгать нокталы эретеп ябыштыру кушымталарында, нигездә, уртача куәте 50 Вт һәм импульс көче > 2 кВт булган импульслы каты халәтле лазерлар кулланыла. Лазер оптик җепселләр яки берләштерелгән фокуслау линзалары аша эш кисәгенә турыдан-туры тәэсир итә ала.
Лазер белән нокталы эретеп ябыштыру төрле материаллар өчен кулланыла. Мәсәлән, Li батареяларын Nd кулланып нокталы эретеп ябыштыруда:YAG лазер белән нокталы эретеп ябыштыру технологиясеТөрле металларны тоташтыру TIG һәм каршылыклы нокталы эретеп ябыштыруга караганда нәтиҗәлерәк. Аерым алганда, оптик җепселләр җитештерү вакытында лазерларны тапшыру өчен кулланылганлыктан, төрле эш өстәлләре арасында тиз һәм сыгылмалы хәрәкәт итү уңайлы.
Кыскасы, лазер белән нокталы эретеп ябыштыру түбәндәге үзенчәлекләргә ия:
- Лазер көче арткан саен, эретеп ябыштыру урынының өслек диаметры өскә һәм аска үзгәрә, ә эретеп ябыштыру урынының һәм аскы өслекнең диаметры әкренләп арта. Эреп ябыштыру урынының кисемтә формасының үзгәрүе сизелми. Озынлык арткан саен, эретеп ябыштыру урынының зурлыгы тиз арта, һәм эретеп ябыштыру урынының диаметры үзгәрү тизлеге өске һәм аскы өслек диаметрларыннан зуррак. Фокустан чыгару күләменең үзгәрүе эретеп ябыштыру урынының зурлыгына зур йогынты ясый. Ул турыдан-туры нокта диаметрын һәм лазер көче тыгызлыгын үзгәртә, һәм бу ике факторның комплекслы йогынтысы эретеп ябыштыру урынының зурлыгын билгели.
- Тулы үтеп керү очрагында, лазер ноктасы өслегендә ачык эленеп тору күзәтелә. Лазер көче һәм вакыты арткан саен, эленеп тору ноктасы өслегендәге эленеп тору тирәнлеге арта. Озынлык яки ара зурлыгы зур булганда, аскы өслектә дә чокырланулар булырга мөмкин.
- Арак арткан саен, эретеп ябыштыру урынының гомуми деформациясе, үзәкнең салбыравы һәм чокырлануы ачык күренә. Эретү өслеге кими, һәм ныклык тиз кими. Хәзерге вакытта резисторларны, батареяларны һәм электроника өлкәсендә эретеп ябыштыруда ике урынны бер үк вакытта эретеп ябыштыру процессы еш кулланыла, ул гадәттә ике лазер яктылык чыганагы белән дизайнны кабул итә.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 27 октябре
