Аппарат для лазерной сварки широко используется, но сварочные дефекты, такие как трещины, сварочная пористость и брызги, часто сопровождаются процессом сварки. Было проведено много исследований в стране и за рубежом. Они сочетают лазерную сварку с колебательными, импульсными и другими методами. Изучая принцип, они также придают большое значение комбинации с промышленным оборудованием и активно используют новые продукты для продвижения собственных исследований. Исследование имеет высокую практическую целесообразность.
Отечественные исследования в основном сосредоточены на том, как устранить дефекты сварных соединений лазером, также подробно изучается механизм образования сварочных дефектов. Многие исследовательские группы изучали проблемы разбрызгивания расплавленной ванны и эффекта поглощения Френеля с помощью имитационного анализа и сканирующего электронного микроскопа. Излучение высокомощного лазера на рабочую поверхность заставляет материал быстро испаряться и образовывать «замочную скважину», поэтому качество сварки определяется эффектом поглощения Френеля ванны расплава и замочной скважины.
Сварочные дефекты возникают в процессе лазерной сварки, как показано на рисунке, это дефект пористости, образовавшийся при лазерной сварке оцинкованной высокопрочной стали DP780. Пэн Наньсян из Хунаньского университета изучал «замочную скважину» и поглощение Френеля при лазерной сварке с глубоким проплавлением. Обнаружено, что распределение полной плотности мощности френелевского поглощения неравномерно из-за многократного отражения лазера в замочной скважине. Плотность стенки отверстия около дна замочной скважины больше, чем у верхнего отверстия, и важным фактором, влияющим на распределение плотности, является отражение лазера.
Метод однофокусной лазерной сварки все еще имеет некоторые ограничения. Например, невозможно контролировать температурный цикл при сварке, а при сварке материалов с высокой термочувствительностью легко появляются трещины внутри сварного шва. Чтобы стабилизировать процесс сварки, многие ученые изучали двухфокусную лазерную сварку. Пан Шенгён и другие из Университета науки и технологий Хуачжун изучали стабильность замочной скважины и течение в расплавленной ванне алюминиевого сплава в режиме последовательной схемы двойного фокуса лазера.
Была установлена модель связи переходной ванны расплава и внутреннего потока при двухфокусной лазерной сварке алюминиевого сплава. Модель источника тепла была установлена методом трассировки лучей, и были рассмотрены эффекты эффекта поглощения Френеля, силы отдачи пара и внутреннего потока ванны расплава. Результаты показывают, что двухфокусная лазерная сварка более устойчива и управляема, а колебания замочной скважины, очевидно, меньше, чем при одиночной лазерной сварке.
По сравнению с зарубежными странами, отечественных исследований по изменению формы луча лазерного луча меньше, большинство из них сосредоточено на изменении количества лазерного луча, но исследования дефектов лазерной сварки. Зарубежные исследовательские группы пытаются использовать новые оптические компоненты для изучения механизма образования обрушения замочной скважины и брызг расплавленной ванны.
Некоторые зарубежные ученые также пробовали новые технологии для устранения дефектов лазерной сварки, такие как использование колебаний луча или модуляции мощности лазера для уменьшения возникновения дефектов. Volppj et al. Применен недавно разработанный мультифокальный оптический элемент, формирующий луч, который может генерировать многолучевой перетяжной лазер в осевом направлении и изменять подвод энергии в замочной скважине в дополнительной области, чтобы объяснить механизм образования брызг и оценить потенциал формирования осевого луча. для устранения дефектов при лазерной сварке с глубоким проплавлением. Результаты показывают, что при облучении светом высокой интенсивности количество разбрызгивания может быть эффективно уменьшено, можно избежать обрушения замочной скважины, обеспечить достаточный подвод энергии в верхней секции замочной скважины и уменьшить разбрызгивание жидкости.
