लेझर वेल्डिंगमधील सामान्य दोष आणि उपाय

लेझर वेल्डिंग

अलिकडच्या वर्षांत, नवीन ऊर्जा उद्योगाच्या वेगवान विकासामुळे, लेझर वेल्डिंगने आपल्या जलद आणि स्थिर फायद्यांमुळे संपूर्ण नवीन ऊर्जा उद्योगात वेगाने प्रवेश केला आहे. त्यांपैकी, संपूर्ण नवीन ऊर्जा उद्योगातील वापरामध्ये लेझर वेल्डिंग उपकरणांचा वाटा सर्वाधिक आहे.

लेझर वेल्डिंगत्याच्या वेगवान गती, मोठी खोली आणि कमी विरूपणामुळे जीवनाच्या सर्व क्षेत्रांमध्ये ते झपाट्याने पहिली पसंती बनले आहे. स्पॉट वेल्ड्सपासून बट वेल्ड्स, बिल्ड-अप आणि सील वेल्ड्सपर्यंत,लेझर वेल्डिंगहे अतुलनीय अचूकता आणि नियंत्रण प्रदान करते. लष्करी उद्योग, वैद्यकीय सेवा, एरोस्पेस, 3C ऑटो पार्ट्स, मेकॅनिकल शीट मेटल, नवीन ऊर्जा आणि इतर उद्योगांसह औद्योगिक उत्पादन आणि निर्मितीमध्ये याची महत्त्वाची भूमिका आहे.

इतर वेल्डिंग तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, लेझर वेल्डिंगचे स्वतःचे असे फायदे आणि तोटे आहेत.

फायदा:

१. जास्त गती, मोठी खोली आणि कमी विरूपण.

२. वेल्डिंग सामान्य तापमानात किंवा विशेष परिस्थितीत केले जाऊ शकते आणि वेल्डिंगची उपकरणे साधी असतात. उदाहरणार्थ, लेझर किरण विद्युत चुंबकीय क्षेत्रात विचलित होत नाही. लेझर निर्वात पोकळीत, हवेत किंवा विशिष्ट वायूंच्या वातावरणात वेल्डिंग करू शकतात आणि काचेतून आरपार जाणाऱ्या किंवा लेझर किरणांसाठी पारदर्शक असलेल्या पदार्थांनाही वेल्ड करू शकतात.

३. हे टायटॅनियम आणि क्वार्ट्ज सारख्या उच्च तापमान सहन करणाऱ्या पदार्थांना वेल्ड करू शकते, तसेच भिन्न पदार्थांनाही चांगल्या परिणामांसह वेल्ड करू शकते.

४. लेझर केंद्रित झाल्यावर, शक्तीची घनता जास्त असते. गुणोत्तर ५:१ पर्यंत पोहोचू शकते आणि उच्च-शक्तीच्या उपकरणांचे वेल्डिंग करताना ते १०:१ पर्यंत पोहोचू शकते.

५. मायक्रो वेल्डिंग केले जाऊ शकते. लेझर बीम केंद्रित केल्यानंतर, एक लहान ठिपका मिळवता येतो आणि तो अचूकपणे स्थित केला जाऊ शकतो. याचा उपयोग सूक्ष्म आणि लहान वर्कपीसच्या जोडणी आणि वेल्डिंगसाठी केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे स्वयंचलित मोठ्या प्रमाणावरील उत्पादन साध्य करता येते.

६. हे पोहोचण्यास कठीण असलेल्या भागांना वेल्ड करू शकते आणि अत्यंत लवचिकतेसह संपर्करहित लांब अंतराचे वेल्डिंग करू शकते. विशेषतः अलिकडच्या वर्षांत, YAG लेझर प्रक्रिया तंत्रज्ञानाने ऑप्टिकल फायबर ट्रान्समिशन तंत्रज्ञानाचा अवलंब केला आहे, ज्यामुळे लेझर वेल्डिंग तंत्रज्ञानाचा अधिक व्यापकपणे प्रचार आणि वापर करणे शक्य झाले आहे.

७. लेझर बीम वेळेनुसार आणि जागेनुसार सहजपणे विभागला जाऊ शकतो, आणि एकाच वेळी अनेक ठिकाणी अनेक बीमवर प्रक्रिया केली जाऊ शकते, ज्यामुळे अधिक अचूक वेल्डिंगसाठी परिस्थिती निर्माण होते.

दोष:

१. वर्कपीसच्या जोडणीची अचूकता उच्च असणे आवश्यक आहे, आणि वर्कपीसवरील बीमच्या स्थितीमध्ये लक्षणीय विचलन होता कामा नये. याचे कारण असे की, फोकस केल्यानंतर लेझर स्पॉटचा आकार लहान असतो आणि वेल्ड सीम अरुंद असतो, ज्यामुळे फिलर मेटल मटेरियल टाकणे कठीण होते. जर वर्कपीसच्या जोडणीची अचूकता किंवा बीमच्या स्थितीची अचूकता आवश्यकतेनुसार नसेल, तर वेल्डिंगमध्ये दोष निर्माण होण्याची शक्यता असते.

२. लेझर आणि संबंधित प्रणाल्यांचा खर्च जास्त असतो आणि एकवेळची गुंतवणूक मोठी असते.

लेझर वेल्डिंगमधील सामान्य दोषलिथियम बॅटरी उत्पादनात

१. वेल्डिंग पोरोसिटी

सामान्य दोषांमध्येलेझर वेल्डिंगछिद्रे तयार होतात. वेल्डिंगसाठी तयार झालेला वितळलेला धातूचा थर (मोल्टन पूल) खोल आणि अरुंद असतो. लेझर वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान, नायट्रोजन बाहेरून वितळलेल्या धातूमध्ये प्रवेश करतो. धातूच्या थंड होण्याच्या आणि घनीभवन प्रक्रियेदरम्यान, तापमान कमी झाल्यामुळे नायट्रोजनची विद्राव्यता कमी होते. जेव्हा वितळलेला धातू थंड होऊन स्फटिकीकरण सुरू करतो, तेव्हा विद्राव्यता झपाट्याने आणि अचानक कमी होते. यावेळी, मोठ्या प्रमाणात वायूचे अवक्षेपण होऊन बुडबुडे तयार होतात. जर बुडबुड्यांचा तरंगण्याचा वेग धातूच्या स्फटिकीकरणाच्या वेगापेक्षा कमी असेल, तर छिद्रे तयार होतात.

लिथियम बॅटरी उद्योगातील अनुप्रयोगांमध्ये, आपल्याला अनेकदा असे आढळून येते की पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडच्या वेल्डिंग दरम्यान छिद्रे पडण्याची शक्यता विशेषतः जास्त असते, परंतु निगेटिव्ह इलेक्ट्रोडच्या वेल्डिंग दरम्यान ती क्वचितच पडतात. याचे कारण असे आहे की पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड ॲल्युमिनियमचा बनलेला असतो आणि निगेटिव्ह इलेक्ट्रोड तांब्याचा बनलेला असतो. वेल्डिंग दरम्यान, आतील वायू पूर्णपणे ओसंडून वाहण्यापूर्वी पृष्ठभागावरील द्रव ॲल्युमिनियम घनीभूत होते, ज्यामुळे वायू ओसंडून वाहण्यापासून आणि मोठी व लहान छिद्रे तयार होण्यापासून रोखले जाते.

वर नमूद केलेल्या छिद्रांच्या कारणांव्यतिरिक्त, बाहेरील हवा, ओलावा, पृष्ठभागावरील तेल इत्यादींचा देखील छिद्रांमध्ये समावेश होतो. याव्यतिरिक्त, नायट्रोजन फुंकण्याची दिशा आणि कोन देखील छिद्रांच्या निर्मितीवर परिणाम करतात.

वेल्डिंगमुळे निर्माण होणारी छिद्रे कशी कमी करावीत?

प्रथम, आधीवेल्डिंगयेणाऱ्या कच्च्या मालाच्या पृष्ठभागावरील तेलाचे डाग आणि अशुद्धी वेळेवर स्वच्छ करणे आवश्यक आहे; लिथियम बॅटरीच्या उत्पादनात, येणाऱ्या कच्च्या मालाची तपासणी ही एक अत्यावश्यक प्रक्रिया आहे.

दुसरे म्हणजे, वेल्डिंगचा वेग, शक्ती, स्थिती इत्यादी घटकांनुसार शिल्डिंग गॅसचा प्रवाह समायोजित केला पाहिजे आणि तो खूप जास्त किंवा खूप कमी नसावा. लेझरची शक्ती आणि फोकसची स्थिती यांसारख्या घटकांनुसार संरक्षक आवरणाचा दाब समायोजित केला पाहिजे आणि तो खूप जास्त किंवा खूप कमी नसावा. वेल्डचा आकार, दिशा आणि इतर घटकांनुसार संरक्षक आवरणाच्या नोझलचा आकार समायोजित केला पाहिजे, जेणेकरून संरक्षक आवरण वेल्डिंग क्षेत्राला समान रीतीने झाकू शकेल.

तिसरे, कार्यशाळेतील हवेचे तापमान, आर्द्रता आणि धूळ नियंत्रित करा. सभोवतालचे तापमान आणि आर्द्रता सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावरील आणि संरक्षक वायूतील ओलाव्याच्या प्रमाणावर परिणाम करतात, ज्यामुळे वितळलेल्या भागातील पाण्याच्या वाफेच्या निर्मितीवर आणि बाहेर पडण्यावर परिणाम होतो. जर सभोवतालचे तापमान आणि आर्द्रता खूप जास्त असेल, तर सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर आणि संरक्षक वायूमध्ये खूप जास्त ओलावा निर्माण होईल, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणात पाण्याची वाफ तयार होऊन छिद्रे पडतील. जर सभोवतालचे तापमान आणि आर्द्रता खूप कमी असेल, तर सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावर आणि संरक्षक वायूमध्ये खूप कमी ओलावा असेल, ज्यामुळे पाण्याच्या वाफेची निर्मिती कमी होईल आणि परिणामी छिद्रे कमी होतील; गुणवत्ता कर्मचाऱ्यांकडून वेल्डिंग स्टेशनवरील तापमान, आर्द्रता आणि धुळीच्या लक्ष्य मूल्यांची तपासणी करून घ्या.

चौथे, लेझर डीप पेनिट्रेशन वेल्डिंगमधील छिद्रे कमी करण्यासाठी किंवा नाहीशी करण्यासाठी बीम स्विंग पद्धतीचा वापर केला जातो. वेल्डिंग दरम्यान स्विंग जोडल्यामुळे, बीमच्या वेल्ड सीमवरील पुढे-मागे होणाऱ्या स्विंगमुळे वेल्ड सीमच्या काही भागाचे वारंवार पुनर्वितळण होते, ज्यामुळे वेल्डिंग पूलमध्ये द्रव धातूचा निवासकाळ वाढतो. त्याच वेळी, बीमच्या विचलनामुळे प्रति एकक क्षेत्रफळातील उष्णता पुरवठा देखील वाढतो. वेल्डचे खोली-रुंदी गुणोत्तर कमी होते, जे बुडबुडे तयार होण्यास अनुकूल ठरते, ज्यामुळे छिद्रे नाहीशी होतात. दुसरीकडे, बीमच्या स्विंगमुळे लहान छिद्रे देखील त्यानुसार झुलतात, ज्यामुळे वेल्डिंग पूलला ढवळण्याची शक्ती देखील मिळते, वेल्डिंग पूलचे संवहन आणि ढवळण्याची क्रिया वाढते, आणि छिद्रे नाहीशी करण्यावर फायदेशीर परिणाम होतो.

पाचवे, पल्स फ्रिक्वेन्सी. पल्स फ्रिक्वेन्सी म्हणजे लेझर बीमद्वारे प्रति युनिट वेळेत उत्सर्जित होणाऱ्या पल्सची संख्या. याचा परिणाम वितळलेल्या पूलमधील उष्णता प्रवेश आणि उष्णता संचयनावर होतो, आणि मग वितळलेल्या पूलमधील तापमान क्षेत्र आणि प्रवाह क्षेत्रावर होतो. जर पल्स फ्रिक्वेन्सी खूप जास्त असेल, तर त्यामुळे वितळलेल्या पूलमध्ये अतिरिक्त उष्णता प्रवेश होईल, ज्यामुळे वितळलेल्या पूलचे तापमान खूप वाढेल, धातूची वाफ किंवा उच्च तापमानात बाष्पीभवन होणारे इतर घटक तयार होतील, परिणामी छिद्रे निर्माण होतील. जर पल्स फ्रिक्वेन्सी खूप कमी असेल, तर त्यामुळे वितळलेल्या पूलमध्ये अपुरा उष्णता संचय होईल, ज्यामुळे वितळलेल्या पूलचे तापमान खूप कमी होईल, वायूचे विरघळणे आणि बाहेर पडणे कमी होईल, परिणामी छिद्रे निर्माण होतील. सर्वसाधारणपणे, पल्स फ्रिक्वेन्सी सब्सट्रेटच्या जाडी आणि लेझर पॉवरच्या आधारावर एका योग्य मर्यादेत निवडली पाहिजे आणि ती खूप जास्त किंवा खूप कमी असणे टाळले पाहिजे.