Aplikasi teknologi kimpalan laser dalam kimpalan logam yang berbeza

Banyak industri memerlukan penyambungan bahan logam yang berbeza atas sebab struktur, aplikasi atau ekonomi. Menggabungkan logam yang berbeza boleh mengeksploitasi sifat terbaik setiap logam. Oleh itu, sebelum memulakan sebarang operasi kimpalan, pengimpal mesti menentukan sifat setiap bahan, termasuk takat lebur logam, pengembangan haba, dan lain-lain, dan kemudian memilih proses kimpalan yang sesuai dengannya berdasarkan ciri-ciri bahan tersebut.

Kimpalan logam tidak serupa merujuk kepada proses mengimpal dua atau lebih bahan yang berbeza (dengan komposisi kimia, struktur atau sifat metalografik yang berbeza) di bawah keadaan proses tertentu. Di antara kimpalan logam yang berbeza, yang paling biasa ialah kimpalan keluli yang tidak serupa, diikuti dengan kimpalan logam bukan ferus yang berbeza. Apabila logam yang tidak serupa dikimpal, lapisan peralihan dengan sifat yang berbeza daripada logam asas akan dihasilkan. Memandangkan logam yang tidak serupa mempunyai perbezaan yang ketara dalam sifat unsur, sifat fizikal, sifat kimia, dsb., teknologi operasi kimpalan bahan yang berbeza adalah jauh lebih rumit daripada kimpalan bahan yang sama.

Mesin kimpalan laser boleh mengatasi halangan ini dan benar-benar mencapai kimpalan sempurna bagi logam yang berbeza.

1. Kimpalan laser kuprum dan keluli

Kimpalan kuprum-keluli ialah kimpalan biasa bagi bahan yang berbeza. Terdapat perbezaan yang besar dalam takat lebur, pekali kekonduksian terma, pekali pengembangan linear, dan sifat mekanikal kuprum dan keluli, yang tidak kondusif untuk kimpalan terus kuprum dan keluli. Berdasarkan kelebihan kimpalan laser seperti ketumpatan tenaga haba yang tinggi, kurang logam cair, zon terjejas haba yang sempit, kualiti sambungan yang tinggi, dan kecekapan pengeluaran yang tinggi, kimpalan laser tembaga dan keluli telah menjadi trend pembangunan semasa. Walau bagaimanapun, dalam kebanyakan aplikasi perindustrian, kadar penyerapan laser tembaga adalah agak rendah, dan kuprum terdedah kepada kecacatan seperti pengoksidaan, liang, dan retak semasa proses kimpalan. Proses kimpalan laser bagi logam berbeza tembaga dan keluli berdasarkan laser pelbagai mod memerlukan pembangunan lanjut.

2. Kimpalan laser aluminium dan keluli

Takat lebur aluminium dan keluli adalah sangat berbeza, dan mudah untuk membentuk sebatian logam daripada bahan yang berbeza. Di samping itu, aloi aluminium dan keluli mempunyai ciri pemantulan tinggi dan kekonduksian haba yang tinggi, jadi sukar untuk membentuk lubang kunci semasa kimpalan, dan ketumpatan tenaga yang tinggi diperlukan semasa kimpalan. Eksperimen telah mendapati bahawa dengan mengawal tenaga laser dan masa tindakan bahan, ketebalan lapisan tindak balas antara muka dapat dikurangkan dan pembentukan fasa perantaraan dapat dikawal dengan berkesan.

3. Kimpalan laser aluminium magnesium dan aloi aluminium magnesium

Aluminium dan aloinya mempunyai kelebihan rintangan kakisan yang baik, kekuatan spesifik yang tinggi, dan kekonduksian elektrik dan haba yang baik. Magnesium ialah logam bukan ferus yang lebih ringan daripada aluminium, mempunyai kekuatan spesifik yang lebih tinggi dan kekukuhan spesifik, dan mempunyai rintangan hentaman yang baik. Masalah utama kimpalan magnesium-aluminium ialah logam asas itu sendiri mudah teroksida, mempunyai kekonduksian terma yang besar, dan mudah menghasilkan kecacatan kimpalan seperti retak dan liang. Ia juga mudah menghasilkan sebatian antara logam, yang mengurangkan sifat mekanikal sendi pateri dengan ketara.

Di atas adalah aplikasi kimpalan mesin kimpalan laser dalam bahan logam yang berbeza. Kimpalan laser bagi bahan logam yang berbeza telah berkembang daripada keluli tidak serupa kepada logam bukan ferus dan aloinya, terutamanya aloi magnesium-aluminium dan aloi titanium-aluminium. Kimpalan laser telah mencapai kemajuan, dan sambungan dikimpal dengan kedalaman dan kekuatan penembusan tertentu telah diperolehi.