使用脉冲激光焊接进行模具修复的三大优势- 广州国际模具展览会

广州国际模具展览会即将于2022年3月3-5日在中国进出口商品交易会展馆B区举行。邀您关注今日新资讯：　

        钨极惰性气体保护 (TIG) 焊接一直是在随后的手工精加工或 CNC 加工以完成修复之前建立磨损或损坏的模具和模具表面的传统方法。然而，在德国流行了几十年的脉冲激光焊接技术在美国越来越受欢迎，作为模具修复（以及其他焊接应用）的一种选择。

        这些焊工以 5 到 10 毫秒的脉冲发射激光束，熔化基础工件金属和沉积的填充焊丝，然后在下一个脉冲之前重新固化熔池。与连续 TIG 和其他焊接操作相比，它提供高峰值功率，但对母材的热量输入较低。事实上，据说大多数工件在焊接后立即摸起来是凉的。

        Blair Learn 是Alpha Laser-US 的总裁，Alpha Laser-US是德国 Alpha Laser 的北美经销商，该公司生产 Nd:YAG 和光纤激光焊接、熔覆和硬化设备。Learn 先生说，虽然目前脉冲激光焊接操作本身不如 TIG 焊接快，但脉冲激光焊接具有三个优点：

        1. 脉冲激光焊接缩短了整体修复时间。

        在 TIG 焊接大型模具部件之前，必须对其进行缓慢加热。焊接后，冷却也必须逐渐进行。这是防止母材开裂所必需的。但是， 加热和冷却可能需要数小时，从而延迟了完成维修所需的手动弯曲或 CNC 加工工作。由于热量输入低，脉冲激光焊接设备不需要这种受控的工件加热和冷却。此外，当模具在焊接过程中保持安装状态时，不需要切断压力机的电源（这对于非常大的模具来说很常见）。这是因为脉冲激光焊机不需要像 TIG 焊接那样将地线连接到模具上。

        激光焊接工艺还提供了焊接小细节和区域的准确性，而不会意外撞击相邻的特征或表面。激光焊接可以使用直径为 0.003 英寸的细焊丝完成，从而减少了后续加工时间。

        2. 脉冲激光焊接最大限度地减少工件硬度的降低。

        与脉冲激光焊接相比，TIG 焊接会产生更深的热影响区 (HAZ)。HAZ 是熔化的金属与其下方未受影响的母材之间的部分，它发生不利的冶金变化，使晶粒结构增长并使金属软化。对于 TIG 焊接，HAZ 可深达 0.15 英寸，而脉冲激光焊接的典型范围为 0.008 至 0.012 英寸。TIG 焊的热影响区越大，意味着该区域金属硬度的降低幅度越大。

        对于 TIG 焊接，HAZ 中的材料软化 15 到 22 个 HRc 点，而使用脉冲激光焊接则软化 2 到 4 个点。当对成型部件造成这种损坏时，会降低磨损寿命。因此，通过 TIG 焊接修复的模具块可能需要进行后续的热处理操作。

        3. 脉冲激光焊接提供更多可重复的结果。

        与脉冲激光焊接相比，手工 TIG 焊接有更多的艺术。根据 TIG 焊工的技能水平，焊道路径可以包括峰和谷。相反，脉冲激光焊接使用户能够在精确位置开始和停止操作，同时沉积更一致的焊缝高度。脉冲激光焊接机，如 Alpha Laser 的移动式 Alflak 和 ALM 装置，通常用于模具修复，配备带十字准线的显微镜，使操作员能够精确定位激光束。此外，每个作业只需调整四个参数——电压、频率、脉冲时间和光斑尺寸（激光束直径）。

        这些装置可以在半自动模式或全数控模式下手动操作，尽管全数控模式通常用于生产工作，而不是模具维修。在半自动模式下，操作员可以在激光操作过程中锁定任意或所有轴，以设定速度旋转、直线焊接或轻松跟随复杂的角度。脉冲激光焊机还可以焊接小至 0.004 英寸的光斑，而微型 TIG 装置的光斑仅为 0.04 英寸。

        Learn 先生说，新的进步使脉冲激光焊机的能力更强。一是更高的功率。2010年，Nd:YAG脉冲激光焊机的最高可用功率为200瓦（YAG激光器比光纤激光器更常用于模具修复。）此后，Alpha Laser等制造商开发了300瓦型号。 该公司还提供 500 瓦型号。他说，它们的焊接速度是 300 瓦型号的两倍，并且可以使用更大直径的填充焊丝来进一步提高金属熔敷率。300 瓦型号的最大线径通常为 0.025 英寸，而 500 瓦型号可以使用最大 0.0625 英寸的线。

        另一个进步是提高了机动性。自走式 Alflak 型号可提供连续的、类似坦克的履带。Learn 先生说，这使焊接装置能够轻松地从一个位置移动到另一个位置，即使在大型模具、工具或零件在轨道上移动的大型工厂中也是如此。这些是该公司最大的激光型号，可提供近 5 英尺的手臂伸展。激光头也可以旋转成直面朝上或朝下，以访问各种工件特征。

        Learn 先生两年前创立了 Alpha Laser-US，但自 2008 年以来一直是 Phoenix Laser Solutions 的所有者。这家焊接服务公司在美国有四个地点，共有 20 台脉冲激光焊机。事实上，其位于宾夕法尼亚州 Meadville 的地点有一个冶金实验室，可进行焊接测试并研究 HAZ 在金属和不同应用中的影响。他说，这种经验有助于为客户的特定焊接应用提供培训和帮助。

文章来源：贤集网

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