פונקט-וועלדינג איז א שנעלע און קאסטן-עפעקטיווע פארבינדונג מעטאד. עס איז פאסיג פארן פארבינדן דין-פלאטע קאמפאנענטן מיט איבערלאפ פארבינדונגען וואס דארפן נישט קיין לופט-דיכטקייט. עס זענען דא אסאך סארטן פונקט-וועלדינג, ווי למשל קעגנשטעל פונקט-וועלדינג, בויגן פונקט-וועלדינג, קלעפּיקע פונקט-וועלדינג,קאָמפּאָזיט ספּאָט וועַלדינג, און לאַזער ספּאָט וועַלדינג. איצט, קעגנשטעל ספּאָט וועַלדינג איז ברייט געניצט אין פּראָדוקציע. נעמענדיג די אויטאָמאָביל אינדוסטריע ווי אַ בייַשפּיל, 3,000 צו 4,000 וועַלדינג ספּאָטס זענען דארף בעשאַס די אַסעמבאַלינג פון מאַשין גוף טאַפליע קאַמפּאָונאַנץ, וואָס ריקווייערז 250 צו 300 ראָבאָטן, צוזאַמען מיט שטיצנדיק קאָנטראָל סיסטעמען און אנדערע הילפס עקוויפּמענט. אָבער, קעגנשטעל ספּאָט וועַלדינג האט שלעכט בייגיקייט. מיט די שנעל עקאָנאָמיש אַנטוויקלונג, די דערהייַנטיקן ציקל פון די דזשיאַמעטריש שאַפּעס און סטרוקטורן פון אָטאָמאָטיוו קאַמפּאָונאַנץ איז געוואָרן זייער קורץ. די אַפּגרעידינג פון נייַע פּראָדוקטן און מאָדעלס ריקווייערז אַ נייַ טיפּ פון ספּאָט וועַלדינג טעכנאָלאָגיע וואָס איז עפעקטיוו און פלעקסאַבאַל. דעריבער, לאַזער ספּאָט וועַלדינג טעכנאָלאָגיע איז ביסלעכווייַז געוואָרן דער פאָקוס פון ופמערקזאַמקייט און עס איז געריכט צו זיין ברייט געווענדט אין אָטאָמאָטיוו ינדאַסטריאַל פּראָדוקציע. אין די אַעראָספּייס פעלד, לאַזער ספּאָט וועַלדינג איז אויך טעסטעד ווי אַן אָלטערנאַטיוו טעכנאָלאָגיע. פֿאַר אַ לאַנג צייַט, לאַפּ דזשוינץ פון אַעראָספּייס פּראָדוקטן האָבן בכלל געניצט ריוועטינג, וואָס ינוואַלווז פילע פּראָדוקציע פּראַסעסאַז און שווער אַרבעטסלאָוד. מיט די ינקריסינג אַפּלאַקיישאַן פון נייַע מאַטעריאַלס אַזאַ ווי אַלומינום אַלויז, טיטאַניום אַלויז, און קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס, אַדאַפּטינג נייַע וועַלדינג טעקנאַלאַדזשיז צו פאַרבייַטן טראדיציאנעלן דזשוינינג מעטהאָדס איז געוואָרן אַ הויפּטשטראָם גאַנג. דאָס ניט נאָר פֿאַרבעסערט פּראָדוקציע עפֿעקטיווקייט, נאָר אויך רעדוצירט סטרוקטורעל וואָג און טרעפֿט נייע סטרוקטורעלע פּלאַן רעקווייערמענץ, וואָס איז פֿון גרויס באַדייטונג פֿאַר אַעראָספּייס פּראָדוקטן. די הויך פּינטלעכקייט און הויך פֿלעקסיבילאַטי פֿון לאַזער ספּאָט וועַלדינג גיט עס באַדייטנדיקע מעלות אין פּראַקטישער פּראָדוקציע, ספּעציעל אין דער אַוויאַציע אינדוסטריע, וווּ עס קען פאַרבייטן טראַדיציאָנעלע פּראָצעסן ווי קעגנשטעל ספּאָט וועַלדינג און ריוועטינג.
I. דעפֿיניציע און קעראַקטעריסטיקס פֿון לאַזער פֿלעק וועלדינג
דעפֿיניציע
לאַזער פּונקט-וועלדינג באַציט זיך צום פּראָצעס פון צעשמעלצן און פֿאַרבינדן ווערקפּיעסעס מיט אַן איינציקן לאַזער פּולס (t > 1ms) אָדער אַ סעריע לאַזער פּולסן אין דער זעלבער פּאָזיציע.
לאַזער פּונקט-שווייסן איז באַזירט אויף אַנדערע לאַזער-שווייסן פּראָצעסן; דער איינציקער אונטערשייד איז אַז עס איז נישטאָ קיין רעלאַטיווע פֿאַרשייבונג צווישן דעם לאַזער שטראַל און דעם ווערקפּיס בעת פּונקט-שווייסן. לאַזער פּונקט-שווייסן ווערט צעטיילט אין צוויי טיפּן: טערמישע קאַנדאַקשאַן-שווייסן און שליסל-לאָך-שווייסן. ביי טערמישע קאַנדאַקשאַן פּונקט-שווייסן קען דער לאַזער נאָר צעשמעלצן דעם מעטאַל אָן עס צו פֿאַרדאַמפּפן. די מעטאָדע איז מער פּאַסיק פֿאַר שווייסן מעטאַלן מיט אַ גרעב פֿון ווייניקער ווי 0.5 מ"מ, ווי למשל Nd:YAG לאַזער פּונקט-שווייסן פֿון עלעקטראָנישע קאָמפּאָנענטן. ביי שליסל-לאָך לאַזער פּונקט-שווייסן קען דער לאַזער גלייך אַרײַנגיין אין דעם אינעווייניק פֿונעם מאַטעריאַל דורך דעם שליסל-לאָך, וואָס פֿאַרגרעסערט די נוצן-ראַטע פֿון לאַזער-ענערגיע און דערגרייכט אַ גרעסערע דורכדרינג-טיפקייט. טראַדיציאָנעלע קעגנשטעל-פּונקט-שווייסן צעשמעלצט ווערקפּיסלעך צו פֿאָרמירן שווייס-פּלעקן ניצנדיק קעגנשטעל-היץ גענערירט דורך עלעקטרישן קראַנט, בשעת די היץ-מקור פֿון לאַזער פּונקט-שווייסן קומט פֿון לאַזער-שטראַלונג, וואָס רעזולטירט אין באַדײַטנד אַנדערע שווייס-פּונקט-פֿאָרמען.
די אדזשאַסטאַבאַל פּאַראַמעטערס פון לאַזער ספּאָט וועַלדינג בכלל אַרייַננעמען לאַזער מאַכט, ספּאָט וועַלדינג צייט, און דעפאָקוס סומע. פֿאַר ספּאָט וועַלדינג ניצן פּולס מאָדע, פּאַראַמעטערס אויך אַרייַננעמען פּולס כוואַליעפאָרם, אָפטקייַט, און דוטי ציקל. צווישן די, לאַזער מאַכט דער הויפּט אַפעקטאַד די דורכדרינגונג טיפקייַט פון די וועַלדינג ספּאָט, בשעת ספּאָט וועַלדינג צייט האט אַ גרעסערע פּראַל אויף די לאַטעראַל גרייס פון די וועַלדינג ספּאָט. בכלל, די לענגער די לאַזער קאַמף צייט, די גרעסערע די גרייס פון די אויבערשטער און נידעריקער סערפאַסיז פון די וועַלדינג ספּאָט און די גרייס פון די פיוזשאַן ייבערפלאַך. ענדערונגען אין דעפאָקוס סומע דער הויפּט אַפעקטאַד די ספּאָט דיאַמעטער און ענערגיע געדיכטקייַט אַקטינג אויף די ווערקפּיס ייבערפלאַך, אַזוי האָבן אַ באַטייטיק פּראַל אויף די קוילעלדיק פאָרעם פון די וועַלדינג ספּאָט.
קעראַקטעריסטיקס
- מיט לאַזער ווי די היץ מקור, אָפפערט פּונקט וועַלדינג הויך גיכקייט, הויך פּינטלעכקייט, נידעריק היץ אַרייַנגאַנג, און מינימאַל ווערקפּיס דעפאָרמאַציע.
- דער גראַד פון פרייהייט אין פּונקט-וועלדינג פּאָזיציעס איז שטארק פֿאַרבעסערט, וואָס ערמעגליכט אַלע-פּאָזיציע פּונקט-וועלדינג און לייכט רעאַליזירטאיין-זייטיג פלעק-שווייס, אזוי באַדייטנד פֿאַרבעסערנדיק די פֿרײַהייט פֿון פּראָדוקט־דיזײַן.
- לאַזער פּונקט-שווייסן האט נידעריקע רעקווייערמענץ פֿאַר די גרייס פֿון לאַפּ דזשוינץ. עס זענען מינימאַלע באַגרענעצונגען אויף פּאַראַמעטערס ווי לאַפּ נומער פֿון דזשוינץ און דיסטאַנץ צווישן שווייס פונקטן, און עס איז ניט נויטיק צו באַטראַכטן די השפּעה פֿון קראַנט שאַנטינג.
- פֿאַר וועַלדינג פֿון פּלאַטעס מיט אומגלייכע גרעב, פֿאַרשידענע מאַטעריאַלן, און ספּעציעלע מאַטעריאַלן (אַלומינום אַלויז, גאַלוואַניזירטע שיץ), אַרבעט לאַזער פּונקט-וועַלדינג בעסער ווי טראַדיציאָנעלע פּונקט-וועַלדינג מעטאָדן.
- עס דאַרף נישט אַ גרויסע צאָל הילפס-עקוויפּמענט, קען זיך שנעל אַדאַפּטירן צו פּראָדוקט ענדערונגען, און טרעפן מאַרק פאָדערונגען.
II. דעפעקט אנאליז פון לייזער ספּאָט וועַלדינג
ריסן, פּאָרן, און בייגן זענען די מערסטע פארשפרייטע חסרונות אין לאַזער ספּאָט וועַלדינג, וועלכע ווערן אַנאַליזירט איינס נאָך דעם אַנדערן אונטן.
1. ריסן
ריסן ווערן צעטיילט אין אויבערפלאַך ריסן און לענגלעכע ריסן. די הייצונג און קילונג ראַטעס בעת לאַזער ספּאָט וועַלדינג זענען זייער שנעל, וואָס רעזולטירט אין אַ גרויס טעמפּעראַטור גראַדיענט צווישן די באַהייצטע געגנט און די אַרומיק מעטאַל, וואָס לייכט פירט צו ריס פאָרמירונג. די אויפֿטרעטן פון ריסן איז ענג פֿאַרבונדן מיט דעם מאַטעריאַל; למשל, אַלומינום אַלויז האָבן אַ פיל העכער טענדענץ צו ריס בעת לאַזער ספּאָט וועַלדינג ווי ומבאַפלעקט שטאָל. אַן עפעקטיוו מעטאָד צו אונטערדריקן ריס פאָרמירונג איז צו אָפּטימיזירן די פּולס כוואַליעפאָרם צו קאָנטראָלירן די קילונג קורס פון די מעטאַל סאַלידיפיקאַטיאָן פּראָצעס און רעדוצירן ינערלעך דרוק.
2. פּאָרן
פּאָרעזע חסרונות (פּאָרן) אין לאַזער ספּאָט וועַלדינגס קענען ווערן צעטיילט אין קליינע פּאָרן און גרויסע פּאָרן. קליינע פּאָרן זענען דער הויפּט געפֿירט דורך דער פֿאַרקלענערונג אין דער סאָלוביליטי פון וואַסערשטאָף אין פליסיק מעטאַל בעת מעטאַל סאַלידיפיקאַטיאָן, ווי אויך די שנעלע פֿאַרדאַמפּונג פון מעטאַל אין די שליסל לאָך און די שטערונג פון די געשמאָלצן בעקן. גרויסע פּאָרן זענען דער הויפּט רעכט צו דער צו-שנעל קיל קורס בעת לאַזער ספּאָט וועַלדינג, וואָס לאָזט נישט גענוג צייט פֿאַר די מעטאַל אַרום די שליסל לאָך צו צוריקפֿילן. בכלל, קליינע פּאָרן זענען פּראָנע צו פאָרעם אין לאַנג-פּולס ספּאָט וועַלדינג, בשעת גרויסע פּאָרן זענען מסתּמא צו פּאַסירן אין קורץ-פּולס ספּאָט וועַלדינג.
עס זענען דא צוויי לאקאציעס וואו פארן זענען מערסטנס מסתּמא צו דערשייַנען אין לאַזער פּונקט-שווייסן: איינע איז לעבן דער פיוזשאַן זאָנע אין מיטן פון דעם שווייס פּונקט, און די אַנדערע איז ביי דער וואָרצל פון דער שווייס. שמעלץ בילדער קאַפּטשערד דורך X-שטראַל ווייַזן אַז פארן לעבן דער פיוזשאַן זאָנע זענען דער הויפּט געפֿירט דורך האַלדז-פאָרמינג ווען דער שליסל-לאָך שליסט זיך; פֿאַר פארן ביי דער שווייס וואָרצל, זיי זענען דער הויפּט געשאפן דורך דעם קאַלאַפּס פון דעם שליסל-לאָך רעכט צו דער שנעלער פֿאַרשווינדונג פון דעם לאַזער נאָך שליסל-לאָך פאָרמירונג.
3. זעגעניש
דורכזיגן איז א קלארע דערשיינונג אין לייזער פלעק-שווייסן. די צענטראלע דורכזיגן אויף דער שווייס-פלעק-איבערפלאך און די מעטאל-אויפזאמלונג ארום אים ווערן געפֿירט דורך דער צוריקשטויס-קראפט וואס ווערט גענערירט דורך מעטאל-פארדאַמפּונג וואס שטופט דעם פליסיגן מעטאל צו דער שווייס-פלעק-איבערפלאך. בעת דעם קיל-פראצעס, ווערט דער אנגעזאמלטער מעטאל אויף דער איבערפלאך שנעל פעסט און קען נישט ווערן אינגאנצן צוריקגעפילט. דערצו, מאטעריאל-פארלוסט געפֿירט דורך שנעלער מעטאל-פארדאַמפּונג און שפּריצן איז נאך א פאקטאר וואס ביישטייערט צו צענטראלע דורכזיגן. פולס-צייט האט א באדייטנדיקן איינפלוס אויף ביידע דאס דורכזיגן פון דער שווייס-פלעק-איבערפלאך און די פארמאציע פון פארן. צופרידנשטעלנדיקע שווייס-פלעקן קענען באקומען ווערן דורך אפטימיזירן די פולס-כוואליע-פארעם און צייט.
4. השפּעה פון דעפאָקוס סומע אויף וועַלד פלעקן
ענדערונגען אין דער דעפאָקוס מאָס ענדערן גלייך דעם פלעק דיאַמעטער און ענערגיע געדיכטקייט. ווען די דעפאָקוס מאָס וואַקסט אין ביידע די נעגאַטיווע און פּאָזיטיווע ריכטונגען, מיינט דאָס אַז דער פלעק דיאַמעטער וואַקסט און די ענערגיע געדיכטקייט פאַרקלענערט זיך. בעת לאַזער פלעק-שווייסן, איז דאָ אַ געוויסע קאָרעספּאָנדירנדיקע באַציִונג צווישן דעם פלעק דיאַמעטער און די גרייס פון דעם ערשטן שליסל-לאָך וואָס ווערט געשאַפֿן דורך דעם לאַזער וואָס פאַלט אויף דעם טעסט שטיק, בשעת די ענערגיע געדיכטקייט באַשטימט די יקספּאַנשאַן קורס פון דעם געשמאָלצן בעקן. ווען דער אַבסאָלוטער ווערט פון דער דעפאָקוס מאָס איז קליין, איז דער לאַזער פלעק דיאַמעטער קליין, די לאַזער מאַכט געדיכטקייט איז הויך, און די יקספּאַנשאַן קורס פון דעם שוועיס-פלעק געשמאָלצן בעקן איז שנעל, אָבער דער דיאַמעטער פון דעם ערשטן שליסל-לאָך איז קליין. פאַרקערט, ווען די דעפאָקוס מאָס איז גרויס, איז דער דיאַמעטער פון דעם ערשטן שליסל-לאָך גרויס, אָבער די יקספּאַנשאַן קורס פון דעם געשמאָלצן בעקן פאַרלאַנגזאַמט זיך, און די רעזולטאַט שוועיס-פלעק גרייס קען נישט זיין גרויס. דעריבער, בעת דער ענדערונג פון דער דעפאָקוס מאָס, באַשטימט דער קאָמפּרעהענסיווער ווירקונג פון פלעק דיאַמעטער און ייבערפלאַך מאַכט געדיכטקייט פון דעם שוועיס-פלעק די גרייס פון דעם שוועיס-פלעק.
III. אַפּליקאַציע פון לאַזער ספּאָט וועַלדינג טעכנאָלאָגיע
לאַזער פּונקט-וועלדינג פֿאַרמאָגט הויכע גיכקייט, גרויסע דורכדרינגונג-טיפעניש, מינימאַלע דעפֿאָרמאַציע, און קען דורכגעפֿירט ווערן ביי צימער-טעמפּעראַטור אָדער אונטער ספּעציעלע באַדינגונגען מיט פּשוטער וועלדינג-עקוויפּמענט. דערצו, די אויפֿקומען פֿון הויך-פֿרעקווענץ פּולס-לייזערס (מיט אַ פֿרעקווענץ העכער ווי 40 פּולסן פּער סעקונדע) האָט דערמעגלעכט די ברייטע אַפּליקאַציע פֿון לאַזער פּונקט-וועלדינג אין דער פֿאַרזאַמלונג און וועלדינג פֿון מיקראָ און קליינע קאָמפּאָנענטן אין מאַסן-אָטאָמאַטיזירטער פּראָדוקציע. ביים וועלדן קליינע עלעקטראָנישע קאָמפּאָנענטן וואָס דאַרפֿן אַ קליינע היץ-באַאײַנפֿלוסטע זאָנע - ווי די פֿאַרבינדונג צווישן גלאָז און מעטאַל, די פֿאַרבינדונג פֿון פֿאַרבינדונגען אין היץ-סענסיטיווע האַלב-קאָנדוקטאָר-קרייזן, און די פֿאַרבינדונג צווישן פֿאַרשידענע מעטאַלן אין דראָטן - איז לאַזער פּונקט-וועלדינג מער פֿאָרטיילפֿול ווי טראַדיציאָנעלע פּונקט-וועלדינג פּראָצעסן (למשל, קעגנשטעל-פּונקט-וועלדינג), מיט פֿאַרפּעסטיקונג-פֿרייע וועלדינג-פּלעקן און הויכע וועלדינג-קוואַליטעט. פֿיגור 6-60 ווײַזט אַן אַפּליקאַציע-בײַשפּיל פֿון לאַזער פּונקט-וועלדינג אין דער פּראָדוקציע פֿון אויטאָמאָטיוו-פֿאָרליכטן: אַ 500W האַרט-שטאַט פּולס-לאַזער דזשענערירט פֿיר ענלעכע וועלדינג-פּלעקן מיט אַ זייער הויכער פּולס-פֿרעקווענץ.
ווען מען פירט אויס הויך-פּרעציציע ספּאָט-וועלדינג אויף מיקראָסטרוקטורן מיט הויכע פּולס-ענערגיע, האָבן פּולסירטע Nd:YAG לאַזערס טעכנישע און עקאָנאָמישע מעלות. אין רובֿ אינדוסטריעלע ספּאָט-וועלדינג אַפּליקאַציעס, ווערן באַזיקלי גענוצט פּולסירטע האַרט-שטאַט לאַזערס מיט אַ דורכשניטלעכער מאַכט פון 50W און אַ פּולס-מאַכט > 2kW. דער לאַזער קען ווירקן גלייך אויף דער ווערקפּיס דורך אָפּטישע פֿאַזערס אָדער קאָמבינירטע פֿאָקוסיר-לענסעס.
לאַזער פּונקט-שווייסן איז אָנווענדלעך צו אַ ברייטע קייט פון מאַטעריאַלן. למשל, ווען מען פּונקט-שווייסט ליטיום באַטעריעס, ניצנדיק Nd:YAG לאַזער ספּאָט וועַלדינג טעכנאָלאָגיעצו פֿאַרבינדן פֿאַרשידענע מעטאַלן איז מער עפֿעקטיוו ווי TIG וועַלדינג און קעגנשטעל פּונקט וועַלדינג. ספּעציעל, ווײַל אָפּטישע פֿאַזערס ווערן גענוצט צו טראַנסמיטירן לאַזערס בעת פּראָדוקציע, איז עס באַקוועם צו באַוועגן זיך שנעל און פֿלעקסיבל צווישן פֿאַרשידענע אַרבעט בענטשעס.
אין קורצן, לאַזער ספּאָט וועַלדינג האט די פאלגענדע קעראַקטעריסטיקס:
- מיטן פארגרעסערן די לייזער-קראפט, וואקלט זיך דער אייבערפלאך דיאמעטער פון דעם שווייס-פונקט ארויף און אראפ, בשעת דער דיאמעטער פון דער צוזאמענשמעלצונג-אייבערפלאך און דער אונטערשטער אייבערפלאך וואקסט שטייטלעך. די ענדערונג אין דער קראָס-סעקשאַנאַל פאָרעם פון דעם שווייס-פונקט איז נישט קלאָר. ווי די געדויער וואקסט, וואקסט די גרייס פון דעם שווייס-פונקט שנעל, און די ענדערונג ראטע פון דעם צוזאמענשמעלצונג-אייבערפלאך דיאמעטער איז גרעסער ווי די פון די אויבערשטע און אונטערשטע אייבערפלאך דיאמעטערס. די ענדערונג אין דעפאָקוס מאָס האט א באַדייטנדיקן איינפלוס אויף דער גרייס פון דעם שווייס-פונקט. עס ענדערט גלייך דעם פונקט דיאמעטער און לייזער-קראפט געדיכטקייט, און דער קאָמפּרעהענסיווער עפעקט פון די צוויי פאַקטאָרן באַשטימט די גרייס פון דעם שווייס-פונקט.
- אין פאַל פון פולער דורכדרינגונג, איז דאָ קלאָרע זעגעניש אויף דער ייבערפלאַך פון דער לאַזער פּונקט-שוועַס. מיטן פאַרגרעסערן די לאַזער-מאַכט און געדויער, פאַרגרעסערט זיך די זעגעניש-טיפקייט אויף דער שוועַס-פּונקט ייבערפלאַך. ווען די געדויער אָדער גאַפּ-גרייס איז גרויס, קען די אונטערשטע ייבערפלאַך אויך ווייַזן איינדריקונג.
- ווי דער שפּאַלט וואַקסט, ווערט די אַלגעמיינע דעפאָרמאַציע פון דעם שוועַל־פּונקט, די צענטראַלע בייגונג, און די איינדריקונג קלאָר. די פֿאַרשמעלצונג־איבערפֿלאַך שרינקט זיך, און די שטאַרקייט פֿאַרקלענערט זיך שנעל. איצט, אין דער שוועַלונג פֿון רעזיסטאָרן, באַטעריעס, און דעם עלעקטראָניק־פֿעלד, ווערט געוויינטלעך גענוצט דער פּראָצעס פֿון שוועַלן צוויי פּונקטן גלײַכצײַטיק, וואָס נעמט געוויינטלעך אָן אַ פּלאַן מיט צוויי לאַזער־ליכט־קוואַלן.
פּאָסט צייט: 27סטן אָקטאָבער 2025
