एक दोहरी-बीम वेल्डिंग विधि प्रस्तावित की जाती है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से विधानसभा सटीकता के लिए लेजर वेल्डिंग की अनुकूलनशीलता में सुधार करने के लिए किया जाता है, वेल्डिंग प्रक्रिया की स्थिरता में वृद्धि, और वेल्ड्स . की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए यह विशेष रूप से पतली प्लेटों, एल्यूमीनम अलॉय और अन्य सामग्री {2} वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है।
ड्यूल-बीम वेल्डिंग विधि मुख्य रूप से असेंबली सटीकता के लिए लेजर वेल्डिंग की अनुकूलनशीलता में सुधार करने, वेल्डिंग प्रक्रिया की स्थिरता को बढ़ाने के लिए प्रस्तावित की जाती है, और वेल्ड्स की गुणवत्ता में सुधार करें . यह विशेष रूप से वेल्डिंग पतली प्लेटों और एल्युमिनम मिश्र के लिए उपयुक्त नहीं है वेल्डिंग के लिए दो स्वतंत्र लेजर बीम में, लेकिन संयुक्त वेल्डिंग . CO2 लेजर, nd: YAG लेजर, उच्च-शक्ति सेमीकंडक्टर लेजर, आदि के लिए दो अलग-अलग प्रकार के लेज़रों का उपयोग करें। दो लेजर बीम, वेल्डिंग तापमान क्षेत्र को आसानी से और लचीले ढंग से समायोजित किया जा सकता है, जिससे पिघले हुए पूल में छेद और तरल धातु के प्रवाह को बदलना, वेल्डिंग प्रौद्योगिकी के लिए विकल्पों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है, जो कि एकल-बीम लेजर वेल्डिंग . के साथ-साथ नहीं है, जो कि बहुत अधिक है, जो कि बहुत अधिक है, सामग्री और जोड़ों के अनुकूलता जो पारंपरिक लेजर वेल्डिंग . के साथ वेल्ड करना मुश्किल है
1. डुअल-बीम लेजर वेल्डिंग का सिद्धांत
डुअल-बीम वेल्डिंग वेल्डिंग प्रक्रिया . बीम की व्यवस्था, बीम रिक्ति, दो बीम द्वारा गठित कोण, फोकस स्थिति, और दो बीमों की ऊर्जा अनुपात के दौरान दो लेजर बीम के उपयोग को एक साथ दो लेजर बीम के उपयोग से संदर्भित करता है। चित्र में दिखाए गए अनुसार दोहरी बीम्स . को व्यवस्थित करने के लिए, एक को वेल्डिंग दिशा के साथ श्रृंखला में व्यवस्थित करना है . यह व्यवस्था पिघले हुए पूल की शीतलन दर को कम कर सकती है, वेल्ड की सख्त प्रवृत्ति को कम कर सकती है और दोनों की पीढ़ी को साइड में साइड की ओर ले जा सकती है। वेल्ड गैप .
श्रृंखला में व्यवस्थित दोहरे-बीम लेजर वेल्डिंग प्रणाली के लिए, दो बीम . के बीच रिक्ति के अनुसार तीन अलग-अलग वेल्डिंग तंत्र हैं।
1)पहले वेल्डिंग तंत्र में, दो बीमों के बीच की रिक्ति बड़ी होती है, एक बीम में एक उच्च ऊर्जा घनत्व होता है और यह वर्कपीस की सतह पर केंद्रित होता है, जो वेल्डिंग के दौरान छोटे छेदों का उत्पादन करता है; अन्य बीम में एक कम ऊर्जा घनत्व होता है और इसका उपयोग केवल प्री-वेल्डिंग या पोस्ट-वेल्डिंग हीट ट्रीटमेंट . के लिए हीट सोर्स के रूप में किया जाता है।
2)दूसरे वेल्डिंग तंत्र में, दो लेजर foci के बीच की दूरी अपेक्षाकृत छोटी . है।
3) तीसरे वेल्डिंग तंत्र में, दो लेजर बीमों के बीच की दूरी बहुत छोटी है, और दो लेजर बीम वेल्डिंग पूल . में एक ही कीहोल का उत्पादन करते हैं, जो कि एकल-बीम लेजर वेल्डिंग के साथ तुलना में है, यह कीहोल आकार में बड़ा है और इसे बंद करने के लिए आसान नहीं है। स्पैटर, और निरंतर, समान और सुंदर वेल्ड्स . प्राप्त करना
वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, दो लेजर बीम को एक निश्चित कोण पर भी सेट किया जा सकता है, और इसका वेल्डिंग तंत्र समानांतर डबल-बीम वेल्डिंग तंत्र . के समान है। परीक्षण के परिणाम दिखाते हैं कि 30 डिग्री के कोण पर दो हाई-पावर ओओ लेजर बीम को मिलाकर 1 ~ 2MM, एक फ़नी-शेप किया जा सकता है। कीहोल बड़ा और अधिक स्थिर है, जो व्यावहारिक अनुप्रयोगों में वेल्डिंग गुणवत्ता . को प्रभावी ढंग से सुधार सकता है, दो लेजर बीम के विभिन्न संयोजनों को अलग -अलग वेल्डिंग स्थितियों के अनुसार समायोजित किया जा सकता है ताकि विभिन्न वेल्डिंग प्रक्रियाओं को प्राप्त किया जा सके .} {
2. दोहरी-बीम लेजर वेल्डिंग की कार्यान्वयन विधि
दो अलग-अलग लेजर बीमों को मिलाकर या एक ऑप्टिकल बीम बंटवारे प्रणाली का उपयोग करके डुअल-बीम आउटपुट को प्राप्त किया जा सकता है, एक लेजर बीम को वेल्डिंग के लिए दो बीम में विभाजित करने के लिए . को अलग-अलग शक्तियों के दो बीम में एक लेजर बीम को विभाजित करने के लिए, एक समानांतर लेजर या कुछ विशेष ऑप्टिकल सिस्टम का उपयोग किया जा सकता है। एक बीम स्प्लिटर के रूप में लेंस .
इसके अलावा, एक रिफ्लेक्टर का उपयोग बीम स्प्लिटर के रूप में किया जा सकता है, और ऑप्टिकल पथ में अंतिम परावर्तक को बीम स्प्लिटर . के रूप में उपयोग किया जाता है। इस परावर्तक को रिज रिफ्लेक्टर भी कहा जाता है . इसकी प्रतिबिंब सतह एक एकल विमान नहीं है, लेकिन दो विमानों की तरह है। रिज लाइन, जैसा कि चित्र . में दिखाया गया है, एक समानांतर बीम को बीम स्प्लिटर पर पेश किया जाता है, दो विमानों द्वारा अलग -अलग कोणों पर दो विमानों द्वारा परिलक्षित किया जाता है, फ़ोकसिंग लेंस पर अलग -अलग पदों पर विकिरणित, और वर्कपीस की सतह पर एक निश्चित दूरी के साथ दो बीम को प्राप्त करने के लिए,. द्वारा एक निश्चित दूरी के साथ,. विभिन्न फोकल लंबाई और व्यवस्थाओं के साथ . प्राप्त किया जा सकता है
जब दो अलग-अलग प्रकार के लेजर बीम का उपयोग एक दोहरी बीम बनाने के लिए किया जाता है, तो कई संयोजन होते हैं . एक गॉसियन ऊर्जा वितरण के साथ एक उच्च-गुणवत्ता वाले CO2 लेजर का उपयोग मुख्य वेल्डिंग कार्य के लिए किया जा सकता है, एक अर्धचालक लेजर द्वारा पूरक एक आयताकार ऊर्जा वितरण के लिए। दूसरी ओर स्वतंत्र रूप से समायोजित किया जाना चाहिए . अलग -अलग संयुक्त रूपों के लिए, एक समायोज्य तापमान क्षेत्र लेजर की ओवरलैपिंग स्थिति को समायोजित करके प्राप्त किया जा सकता है और सेमीकंडक्टर लेजर, जो कि वेल्डिंग प्रक्रिया नियंत्रण . के लिए बहुत उपयुक्त है, इसके अलावा, यग लेसर और CO2 LASERS को डुबकी में शामिल किया जा सकता है। वेल्डिंग के लिए लेजर, और केंद्रित बीम को वेल्डिंग . के लिए डिफोकस्ड बीम के साथ जोड़ा जा सकता है
3. डुअल-बीम लेजर वेल्डिंग का सिद्धांत
3.1 जस्ती शीट की दोहरी-बीम लेजर वेल्डिंग
जस्ती स्टील शीट ऑटोमोटिव उद्योग में सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है . स्टील का पिघलने बिंदु लगभग 1500 डिग्री है, जबकि जस्ता का क्वथनांक केवल 906 डिग्री . है, इसलिए जब वेल्डिंग विधि को अपनाया जाता है, तो आमतौर पर जस्ता वाष्प की एक बड़ी मात्रा में उत्पन्न होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक बेजोड़ वाष्प प्रक्रिया होती है और वेल्ड . लैप जोड़ों के लिए, जस्ती परत का वाष्पीकरण न केवल ऊपरी और निचली सतहों पर होता है, बल्कि वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान संयुक्त इंटरफ़ेस . पर भी होता है, ज़िंक वाष्प जल्दी से कुछ क्षेत्रों में पिघला हुआ पूल की सतह से बाहर निकलने में मुश्किल होता है। गुणवत्ता .
डुअल-बीम लेजर वेल्डिंग जिंक वाष्प . के कारण होने वाली वेल्डिंग गुणवत्ता की समस्या को हल कर सकता है, एक विधि दो लेजर बीम की ऊर्जा से मिलान करके पिघले हुए पूल के निवास समय और शीतलन दर को नियंत्रित करने के लिए है, जो कि ज़िनक वाष्प के भागने के लिए अनुकूल है; एक अन्य तरीका यह है कि जिंक वाष्प को पूर्व-ड्रिलिंग या ग्रूविंग . के माध्यम से भागने की अनुमति दी जाए, जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है, एक CO2 लेजर वेल्डिंग के लिए उपयोग किया जाता है, और CO2 लेजर के सामने एक YAG लेजर का उपयोग ड्रिलिंग या ग्रूविंग के लिए किया जाता है। वेल्डिंग, इसे पिघले हुए पूल में बनाए रखने और दोषों को बनाए रखने से रोकना .
3.2 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के डुअल-बीम लेजर वेल्डिंग
एल्यूमीनियम मिश्र धातु सामग्री के अद्वितीय गुणों के कारण, लेजर वेल्डिंग में निम्नलिखित कठिनाइयाँ हैं: एल्यूमीनियम मिश्र धातु में लेजर के लिए कम अवशोषण दर है, और CO2 लेजर बीम सतह की प्रारंभिक परावर्तन 90%से अधिक है; एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्ड वेल्डिंग के दौरान छिद्रों और दरारों से ग्रस्त हैं; और वेल्डिंग के दौरान मिश्र धातु तत्वों का नुकसान होता है . जब सिंगल-बीम लेजर वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है, तो कीहोल को बनाना मुश्किल होता है और स्थिरता बनाए रखने के लिए मुश्किल होता है . जब दोहरे-बीम लेजर वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है, तो इसे बंद करने के लिए इसे मुश्किल से बढ़ा सकते हैं, जो कि कंडकिव को डिस्चार्ज कर सकता है। छिद्रों और वेल्डिंग दरारों की पीढ़ी को कम करने के लिए कम किया गया . क्योंकि वेल्डिंग प्रक्रिया अधिक स्थिर होती है और स्पैटर की मात्रा कम हो जाती है, एल्यूमीनियम मिश्र धातु के दोहरे-बीम वेल्डिंग द्वारा प्राप्त वेल्ड सतह का गठन भी एकल बीम के लिए एक प्रकार के मोरफोलॉजी से बेहतर होता है। लेजर बीम और डुअल-बीम लेजर बीम .
अध्ययनों से पता चला है कि जब वेल्डिंग 2 मिमी मोटी 5000 श्रृंखला एल्यूमीनियम मिश्र धातु है, जब दो बीमों के बीच की रिक्ति 0 . 6 ~ 1 . 0 मिमी होती है, तो वेल्डिंग प्रक्रिया अपेक्षाकृत स्थिर होती है, और कीहोल उद्घाटन बड़ा होता है। बीम बहुत छोटा है, वेल्डिंग प्रक्रिया एकल-बीम वेल्डिंग के समान है और स्थिर होना आसान नहीं है; यदि रिक्ति बहुत बड़ी है, तो यह वेल्डिंग पैठ को प्रभावित करेगा, जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है . के अलावा, इसके अलावा, दो बीमों के ऊर्जा अनुपात का वेल्डिंग गुणवत्ता पर भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है . जब दो बीम को 0.9 मिमी की स्पेसिंग के साथ श्रृंखला में वेल्डेड किया जाता है, तो यह लाभकारी है। 1: 1, जो वेल्ड की गुणवत्ता में सुधार करने और पिघलने वाले क्षेत्र को बढ़ाने में मदद करता है। यहां तक कि एक उच्च वेल्डिंग गति पर, एक चिकनी और सुंदर वेल्ड प्राप्त किया जा सकता है।
3.3 असमान मोटाई प्लेटों की दोहरी-बीम वेल्डिंग
औद्योगिक उत्पादन में, अक्सर अलग -अलग मोटाई और आकृतियों के दो या अधिक धातु प्लेटों को वेल्ड करना आवश्यक होता है, जो एक स्प्लिटेड प्लेट . को एक साथ बनाने के लिए विशेष रूप से ऑटोमोबाइल विनिर्माण में, स्प्लिटेड प्लेटों का अनुप्रयोग अधिक से अधिक व्यापक हो रहा है .} {
अलग-अलग विनिर्देशों, सतह कोटिंग्स या गुणों की प्लेटों को एक साथ वेल्डिंग करके, ताकत में सुधार किया जा सकता है, ऊर्जा की खपत को कम किया जा सकता है, और वजन कम किया जा सकता है . असेंबली . असमान मोटाई की प्लेटों के लिए, दोहरी-बीम वेल्डिंग प्लेट अंतराल, बट जोड़ों, सापेक्ष मोटाई और सामग्रियों में अंतर के लिए अनुकूल हो सकती है, और बड़े किनारे और अंतराल सहिष्णुता के साथ प्लेटों को वेल्ड कर सकती है, जिससे वेल्डिंग गति और वेल्ड गुणवत्ता में सुधार हो सकता है .} .}
असमान मोटाई की प्लेटों की दोहरी-बीम वेल्डिंग की मुख्य प्रक्रिया मापदंडों को वेल्डिंग मापदंडों और प्लेट मापदंडों में विभाजित किया जा सकता है, जैसा कि चित्र . वेल्डिंग मापदंडों में दिखाया गया है, जिसमें दो लेजर बीम, वेल्डिंग गति, फोकल स्थिति, वेल्डिंग हेड एंगल, बीम रोटेशन कोण, बीम रोटेशन कोण, बीम रोटेशन एंगल, में शामिल हैं विचलन . प्लेट मापदंडों में सामग्री का आकार, प्रदर्शन, एज ट्रिमिंग और प्लेट गैप . शामिल हैं, दो लेजर बीमों की शक्ति को अलग -अलग वेल्डिंग उद्देश्यों के अनुसार अलग से समायोजित किया जा सकता है .}
आमतौर पर, जब फोकस पतली प्लेट की सतह पर होता है, तो वेल्डिंग प्रक्रिया स्थिर और कुशल होती है . वेल्डिंग हेड कोण को आमतौर पर लगभग 6 डिग्री . पर चुना जाता है, यदि दो प्लेटों की मोटाई बड़ी होती है, तो एक सकारात्मक वेल्डिंग हेड कोण का उपयोग किया जा सकता है, जो कि पतली प्लेट की ओर है, मोटाई छोटी है, एक नकारात्मक वेल्डिंग हेड कोण का उपयोग . का उपयोग किया जा सकता है। वेल्डिंग विचलन को लेजर फोकस और मोटी प्लेट के किनारे की दूरी के रूप में परिभाषित किया जाता है . वेल्डिंग विचलन को समायोजित करके, वेल्ड कॉनकैविटी को एक अच्छा वेल्ड क्रॉस सेक्शन {6} प्राप्त करने के लिए कम किया जा सकता है।
जब बड़े अंतराल के साथ प्लेटों को वेल्डिंग करते हैं, तो प्रभावी बीम हीटिंग व्यास को अच्छी अंतराल भरने की क्षमताओं को प्राप्त करने के लिए दोहरी बीम कोण को घुमाकर बढ़ाया जा सकता है। बीम हीटिंग रेंज और व्यापक वेल्ड की शीर्ष चौड़ाई . दो लेजर बीम वेल्डिंग प्रक्रिया में अलग -अलग भूमिका निभाते हैं, एक बीम का उपयोग मुख्य रूप से संयुक्त में घुसने के लिए किया जाता है, और दूसरे बीम को मुख्य रूप से मोटी प्लेट सामग्री को पिघलाने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसा कि नीचे की ओर दिखाया गया है। रियर बीम वेल्ड पर कार्य करता है), सामने की बीम मोटी प्लेट को हिट करती है, पिघली हुई सामग्री को गर्म करती है, और बाद में लेजर बीम पैठ का उत्पादन करता है . सामने की पहली लेजर बीम केवल आंशिक रूप से मोटी प्लेट को पिघला सकती है, लेकिन यह न केवल बेहतर तरीके से तैयार हो सकता है, लेकिन यह पूरी तरह से तैयार हो जाता है। संयुक्त को घुसने के लिए बाद की बीम, जिससे नकारात्मक रोटेशन कोण के साथ दोहरी-बीम वेल्डिंग में वेल्डिंग गति . को बढ़ाकर वेल्ड पर सामने की किरण वेल्ड पर काम करती है और रियर बीम मोटी प्लेट पर कार्य करती है) अंतर .
इस समय, फ्रंट बीम लेजर को कोल्ड प्लेट में प्रवेश करने की आवश्यकता होती है, और वेल्डिंग की गति सकारात्मक बीम रोटेशन कोण . की तुलना में कम होती है, एक ही समय में, फ्रंट बीम लेजर के प्रीहीटिंग इफेक्ट के कारण, एक ही पावर {1} पर जाने वाली बीम लेजर को एक ही बिजली की अधिक मोटी प्लेट सामग्री मिल जाएगी। तुलना में . को कम कर दिया, सकारात्मक बीम रोटेशन कोण उचित रूप से वेल्डिंग गति को बढ़ा सकता है, जबकि नकारात्मक बीम रोटेशन कोण बेहतर अंतराल भरने के प्रभाव को प्राप्त कर सकता है . नीचे दिया गया आंकड़ा वेल्ड क्रॉस सेक्शन . पर अलग -अलग बीम रोटेशन कोण के प्रभाव को दर्शाता है।
3.4 मोटी प्लेटों की दोहरी-बीम लेजर वेल्डिंग
लेजर पावर लेवल और बीम की गुणवत्ता में सुधार के साथ, मोटी प्लेट लेजर वेल्डिंग एक वास्तविकता बन गई है . हालांकि, उच्च-शक्ति लेज़रों की उच्च लागत और मोटी प्लेट वेल्डिंग में धातु भरने की सामान्य आवश्यकता के कारण, यह वास्तविक उत्पादन में कुछ सीमाओं के अधीन है। बीम का व्यास, भराव तार की पिघलने की क्षमता को बढ़ाता है, लेजर कीहोल को स्थिर करता है, वेल्डिंग स्थिरता में सुधार करता है, और इस तरह वेल्डिंग गुणवत्ता में सुधार करता है .
