BPN


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BPN (Laser feijão Welding) - versão curta

Feixe de laser de soldagem


BPN - versão longa

Feixe de laser de soldagem (BPN) é uma técnica de soldagem usado para juntar várias peças de metal por meio do uso de um laser. , O raio proporciona uma fonte de calor concentrada, permitindo estreito, soldas de profundidade e as taxas de soldagem de alta. O processo é frequentemente usado em aplicações de alto volume, como na indústria automotiva.

Operação

Como feixe de elétrons de soldagem (EBW), solda a laser feixe tem alta densidade de potência (da ordem de 1 cm / ² Megawatt (MW)), resultando em pequenas zonas afetadas pelo calor e aquecimento de alta e taxas de resfriamento. O tamanho do ponto do laser pode variar entre 0,2 mm e 13 mm, embora apenas tamanhos menores são usados ​​para a soldagem. A profundidade de penetração é proporcional à quantidade de energia fornecida, mas também é dependente da localização do ponto focal: a penetração é maximizado quando o ponto focal é um pouco abaixo da superfície da peça.

Um feixe de laser contínua ou pulsada pode ser utilizada dependendo da aplicação. Milissegundos pulsos longos são usadas para soldar materiais finos, como lâminas de barbear enquanto os sistemas de laser contínuo são empregados para soldas de profundidade.

BPN é um processo versátil, capaz de soldagem de aços carbono, aços HSLA, aço inoxidável, alumínio e titânio. Devido às taxas de resfriamento em rachaduras é uma preocupação durante a soldagem de carbono de alta aços. A qualidade da solda é elevado, semelhante ao de soldagem por feixe. A velocidade de soldagem é proporcional à quantidade de energia fornecida, mas também depende do tipo e da espessura das peças. A capacidade de alta potência de laser de gás tornam especialmente adequado para aplicações de alto volume. BPN é particularmente dominante na indústria automotiva.

Algumas das vantagens do BPN, em comparação com PCVZ são as seguintes: o feixe de laser pode ser transmitido através do ar ao invés de exigir um vácuo, o processo é facilmente automatizado com máquinas robóticas, raios-x não são gerados, e BPN resultar em maior qualidade soldas.

Um derivado do BPN, laser híbrido de soldagem, combina o laser do BPN com um método de solda a arco tais como o gás de soldagem de arco de metal. Esta combinação permite uma maior flexibilidade de posicionamento, uma vez que GMAW suprimentos de metal fundido para preencher a junta, e devido ao uso de um laser, aumenta a velocidade de soldagem sobre o que é normalmente possível com GMAW. Qualidade da solda tende a ser maior também, já que o potencial de subcotação é reduzida.

Equipamento

Os dois tipos de lasers são comumente usados ​​em lasers de estado sólido e lasers de gás (especialmente lasers de dióxido de carbono e Nd: YAG).
O primeiro tipo utiliza um dos vários meios sólidos, incluindo o rubi sintético e cromo em neodímio de óxido de alumínio, em vidro (Nd: vidro), eo tipo mais comum de cristal, composto de ítrio alumínio granada dopado com neodímio (Nd: YAG).
Lasers de gás uso de misturas de gases como o hélio, nitrogênio e dióxido de carbono (CO2 laser) como um meio.
Independentemente do tipo, no entanto, quando o meio é animado, emite fótons e forma o feixe de laser.

Laser de estado sólido

Lasers de estado sólido operam em comprimentos de onda na ordem de 1 micrômetro, muito mais curto que os lasers de gás, e como resultado, exigem que os operadores usem óculos especiais ou usar telas especiais para evitar danos retina. Nd: YAG podem operar tanto no modo pulsado e contínuo, mas os outros tipos são limitadas para o modo pulsado. O original e ainda popular de projeto de estado sólido é um único cristal em forma de uma haste de aproximadamente 20 mm de diâmetro e 200 mm de comprimento, e as extremidades são terreno plano. Esta haste é cercada por um tubo de flash de xenônio ou krypton contendo. Quando passavam, um pulso de luz durou cerca de dois milésimos de segundo é emitida pelo laser. Cristais em forma de disco estão crescendo em popularidade na indústria e flashlamps estão dando lugar a diodos, devido à sua alta eficiência. Potência típica para ruby ​​lasers é de 10-20 W, enquanto que o Nd: YAG saídas entre 0.04-6,000 W. Para entregar o feixe de laser para a área de solda, as fibras ópticas são geralmente empregadas.

Gás de laser

Lasers de gás uso de alta tensão, fontes de baixa corrente de energia para fornecer a energia necessária para excitar a mistura de gás usado como um meio de laser. Estes lasers podem operar tanto no modo contínuo e pulsado, eo comprimento de onda do feixe de laser é de 10,6 mM. Cabo de fibra óptica absorve e é destruída por este comprimento de onda, então uma lente rígida e sistema de entrega de espelho é utilizado. Saídas de potência para lasers de gás pode ser muito maior do que lasers de estado sólido, chegando a 25 kW.

Fibra de laser

Em lasers de fibra, o ganho médio é a fibra óptica em si. Eles são capazes de potência até 50 kW e são cada vez mais utilizados para a soldagem industrial robótico.



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