6 Methoden zur Bewertung der Festigkeit lasergeschweißter Verbindungen

In diesem Artikel werden verschiedene Methoden zur schnellen Analyse der Festigkeit einer Schweißverbindung untersucht. Beginnen wir die Reise durch das Laserschweißen und die besten Praktiken von Baison Laser Equipment.

Laserschweißen verstehen

Der Entwicklung des Laserschweißens hat hohe Qualität ermöglicht. Beim Schweißen handelt es sich nun um einen Prozess, bei dem zwei Metalle unter Einsatz hoher Leistung und Schweißgeschwindigkeit miteinander verbunden werden. In Laserschweißen herunter ,ein Mit einem Laserstrahl werden die Metallteile zusammengefügt mit hoher Schweißgeschwindigkeit.

Dabei wird die eigenständige Laserschweißeinheit verwendet, um einen Laserstrahl auf das Metall zu richten. Aufgrund der hohen Schweißgeschwindigkeit schmilzt der Kontaktpunkt des Lasers und wird robust verschweißt. Das Laserschweißen revolutioniert und es macht Fortschritte. Ein Laserstrahl wird häufig durch CO2-Laserschweißen oder Faserlaserschweißen erzeugt.

Warum die Festigkeitsprüfung von Laserschweißnähten so wichtig ist

Das Laserschweißen ist eine äußerst effiziente und präzise Metallverbindungstechnologie, die verschiedene Vorteile bietet, wie z. B. eine geringe Verformung, eine begrenzte Wärmeeinflusszone und die Möglichkeit, verschiedene Materialien zu schweißen. Allerdings kann sich die Qualität und Integrität der Schweißverbindungen mit der Zeit verschlechtern. Hier sind einige der Gründe, warum die Prüfung der Laserschweißfestigkeit von entscheidender Bedeutung ist.

• Sie werden erfreut sein zu erfahren, dass es dafür sorgen kann, dass die Gelenke den Belastungen standhalten, ohne zu stürzen.
• Mithilfe dieser Tests können Sie den Laserschweißprozess zuverlässig validieren und feststellen, ob er den mechanischen Eigenschaften des Produktionsprozesses entspricht.
• Mit einer Schweißprüfung können Sie Kurskorrekturen in Ihrem Schweißprozess vornehmen.
• Sie können die Wirksamkeit von Schweißprozessfaktoren wie Schweißgeschwindigkeit, Laserstrahl-Schweißleistung usw. nachweisen.

Verschiedene Arten von Schweißverbindungen

Es gibt Fünf grundlegende Laserschweißverbindungsarten in der Industrie verwendet:

Typ 1 – Stumpfverbindungsschweißen

Wenn zwei Metallteile zusammengefügt und ihre Seiten verschweißt werden, entsteht eine Stoßverbindung. Stoßverbindungen werden üblicherweise in Sanitärsystemen verwendet und können einfach, doppelt oder mehrfach sein. Berücksichtigen Sie zum besseren Verständnis die Dicke und die Schweißmethode.

Typ 2 – T-Verbindungsschweißen

Eine T-Verbindung entsteht, wenn ein Metallstück senkrecht zu einem anderen steht, was zur Bildung einer T-Form führt. Vom Aufbau her ist es so, dass ein Rohr auf eine Grundplatte geschweißt wird. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass das Schweißgut wirksam in die Decke eindringt.

Typ 3 – Randnahtschweißen

Bei der Kantenverbindung handelt es sich um eine Art Laserschweißverbindung, bei der die Metallteile so zusammengefügt werden, dass ihre Kanten gleichmäßig sind. Solche Schweißnähte werden bei der Blechherstellung verwendet. Das Ziel des Schweißens von Metall besteht darin, eine Verbindung mit verteilter Spannung zu schaffen, die einer Belastung standhalten kann, was bei Kantenverbindungen der Fall ist.

Typ 4 – Überlappungsschweißen

Die Überlappungsverbindung ist einfach eine andere Art von Stoßverbindung. Die beiden Metallteile sind in einem überlappenden Muster angeordnet. Sie können verschweißt werden, um eine einwandfreie Laserschweißverbindung herzustellen.

Typ 5 – Eckverbindungsschweißen

Das Schweißen von Eckverbindungen ähnelt dem Schweißen von T-Verbindungen, unterscheidet sich jedoch in der Metallpositionierung. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das Metall in der Ecke L-förmig verschweißt ist. Diese werden am häufigsten bei der Herstellung von Rahmen, Metallkästen usw. verwendet.

Dies sind einige der häufigsten Laserschweißverbindungen. Die Art der gewählten Verbindung wird durch Kriterien wie die bestimmt Schweißgut, die erforderliche Festigkeit, das Schweißverfahren wie die Laserstrahlschweißverfahrenusw. Da jede Verbindung ihre eigenen Vor- und Nachteile hat, müssen Sie den besten Typ auswählen, um starke und dauerhafte Schweißverbindungen zu erhalten.

Faktoren, die die Schweißnahtfestigkeit beeinflussen

Die Gleichmäßigkeit der Laserschweißung über die Länge des Grundmetalls gewährleistet ein qualitativ hochwertiges Laserschweißen. Wenn also ein Faktor außer Acht gelassen wird, wird die Qualität beeinträchtigt. Hier sind bestimmte Faktoren, die die Festigkeit der Laserschweißnaht beeinflussen:

• Die Qualität der Schweißnähte bei metallischen Werkstoffen sorgt für die Langlebigkeit der Schweißverbindungen. Daher müssen Sie die Materialqualität und Dicke des Grundmaterials überprüfen, um eine bessere Schweißfestigkeit zu erzielen. Sie müssen auch auf die Spannungskonzentration an den Verbindungen achten, um die Wirksamkeit der Konstruktion auf die Schweißbarkeit zu bestimmen.
• Der Prozessparameter beim Laserschweißen eine wichtige Rolle spielen. Wenn Sie für unterschiedliche Grundmetalle ein anderes Schweißverfahren verwenden, kann dies Auswirkungen auf die Schweißbarkeit haben. Wenn Sie über hochfesten Stahl verfügen, können Sie diesen verwenden Plasmaschweißen um eine Überhitzung zu vermeiden.
• Für effektive Ergebnisse verwenden Sie a Hochleistungsquelle für einen Hochleistungslaserstrahl. Sie können auch eine hinzufügen Schutzgas um die Laserschweißverbindung vor Verunreinigungen von außen zu schützen. Halten Sie das Schweißgut jedoch während des gesamten Laserschweißvorgangs stets in einem freien Zustand der Kontraktion und Ausdehnung.
• Schweißgeschwindigkeit wirkt sich auf die gesamte Schweißnahtqualität und die Wärmeeinflusszone aus. Achten Sie daher beim Laserschweißen darauf, dass Geschwindigkeit und Laserleistung des Laserstrahls im Gleichgewicht sind. Ein weiterer entscheidender Faktor, der für die richtige Energieverteilung und Wärmekonzentration berücksichtigt werden muss, ist die Steuerung des Fokus und der Punktgröße des Laserstrahls.
• Es gibt Zeiten, in denen das Material korrosiv ist. Dann ist beim Arbeiten in solchen Medien Korrosionsbeständigkeit gegeben. Wir bestehen jedoch darauf, Qualitätskontrolltests durchzuführen, um die Haltbarkeit von Laserschweißverbindungen sicherzustellen.

6 Möglichkeiten zur Beurteilung der Stärke von Lasergelenken

Mit zunehmenden Be- und Entladeaktivitäten ist es immer wichtiger geworden, die Festigkeit von Laserschweißnähten in allen Herstellungsprozessen zu überprüfen und sicherzustellen, dass alle Laserschweißparameter eingehalten werden. Hier sind sechs Tests, die Ihnen einen besseren Weg bieten können:

1. Zugprüfung

Der Zugversuch erfolgt in der Ausgangszustand um die Leistung des Schweißgutes zu testen. Dies dient der Bestimmung des besten Schweißzusatzwerkstoffs für die Laserschweißanwendung. Ein Demostück mit genau den gleichen Abmessungen wird belastet und gedehnt, um die Zugfestigkeit und Duktilität der Schweißnaht zu testen.

Nach der Prüfung wird die Zugfestigkeit angezeigt. Hersteller führen Prüfverfahren für die Zugfestigkeit gemäß den spezifischen Anforderungen der Grundmetallplatten durch.

Zugversuche können auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Erstens können Sie die Laserschweißnaht auseinanderziehen, bis sie einen Bruchpunkt erreicht. Zweitens können Sie es einer Scherung aussetzen, bis es seinen äußersten Bruchpunkt erreicht. Um die Zugfestigkeit der Laserschweißverbindung zu überprüfen, können Sie auch einen Druckversuch durchführen.

2. Biegeprüfung

Biegeprüfungen werden in der Regel an Stumpfschweißverbindungen durchgeführt, bei denen die Duktilität und Rissbeständigkeit der Laserschweißverbindung beurteilt werden. Der Prozess ist einfach und qualitativ. Daher können Sie es entweder unter Anleitung oder alleine durchführen. Zu den gängigen Biegetests gehören der geführte Biegetest und der Seitenbiegetest.

3. Mikrohärteprüfung

Bei dieser Prüfung werden die Schweißverbindungen eingehend beurteilt. Auf mikroskopischer Ebene können Sie Erkenntnisse über die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindungen gewinnen. Beim Formen einer Verbindung Die Wärme wird lokalisiert und es bildet sich eine Wärmeeinflusszone (HAZ). neben der Schweißnaht. Das ist wo Mikrohärteprüfung hilft. Es prüft auf Abweichungen innerhalb der HAZ und stellt fest, ob die Möglichkeit einer Rissbildung oder verminderten Festigkeit besteht.

4. Ermüdungstest

In der verarbeitenden Industrie gibt es einen Zyklus des mehrfachen Be- und Entladens von Gegenständen. Wenn Sie den Zyklus wiederholen, besteht die Möglichkeit, dass Ihr Gelenk oder Gegenstand in Stücke zerbricht, was Sie Geld und Zeit kosten kann. Darum Ermüdungstests Es ist wichtig, dass Sie sich verhalten, um mögliche zukünftige Fehler zu vermeiden. Der unmittelbare Zweck dieser Prüfung besteht darin, die Dauerfestigkeit der Laserschweißverbindung zu ermitteln.

Das Ergebnis basiert auf die Anzahl der Belastungszyklen, die eine Komponente aushalten kann. Der Vorgang ist einfach; Alles, was Sie tun müssen, ist, eine Probe anzufertigen, die mit der Schweißnaht identisch ist. Danach müssen Sie das Material laden und einen Lade- und Entladezyklus durchführen. Für jede Schweißnaht sind die Spezifikationen oder Gewichtsmessungen unterschiedlich, daher müssen Sie diese berücksichtigen, bevor Sie mit der Prüfung fortfahren.

Sie müssen den Ermüdungstestzyklus fortsetzen, bis Sie eine ordnungsgemäße Spannungs-Lebensdauer-Kurve (SN) und eine ordnungsgemäße Belastungsgrenze für das Gelenk haben.

5. Folgenabschätzung

Mithilfe der Schlagprüfung können Sie die Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit des Materials ermitteln, das Sie zum Laserschweißen verwenden möchten. Es kann vorkommen, dass Ihr Objekt äußeren Kräften ausgesetzt ist, und zu Ihrer Überraschung ist es intakt. Der erfreuliche Grund dafür ist das positive Ergebnis der Wirkungsevaluation. Es hält dieser Belastung stand, andere werden scheitern. Vereinfacht ausgedrückt besteht das Hauptziel darin, die Energieabsorptionsfähigkeit des Materials zu überprüfen, um künftige Ausfälle zu vermeiden.

Es ist kein Kinderspiel, sich über die einzelnen Tests zu informieren, aber Sie müssen wissen, dass der Aufpralltest in zwei Kategorien unterteilt ist: den Schlagversuch nach Charpy und der Izod-Schlagtest. Die Probe wird in eine Pendelmaschine gelegt und das Pendel wird während des Charpy-Schlagversuchs aus einer bestimmten Höhe entladen. Der Ergebnis ist bestimmt durch die Menge der freigesetzten Energie nach dem Streik, der als Indikator für die Zähigkeit dient.

Beim Izod-Schlagversuch hingegen wird die Probe in vertikaler Haltung gehalten und das Pendel von der gegenüberliegenden Seite angeschlagen. In diesem Fall stellt die absorbierte Energie den Zähigkeitsfaktor beim Laserschweißen dar.

6. Zerstörungsfreie Prüfung (NDT)

Geschweißte Bauteile haben Vorrang zerstörungsfreie Prüfung. Sie werden nicht geschädigt und die Qualität der Laserschweißverbindung wird ebenfalls bewertet. Das Hauptziel dieses Verfahrens besteht darin, eventuelle Fehler zu erkennen und die Schweißqualität zu bewerten.

Zur effektiven Durchführung dieser Tests werden einige NTD-Methoden eingesetzt. Sie werden Sichtprüfungen, Durchstrahlungsprüfungen (RT), Ultraschallprüfungen (UT) genannt. Phased-Array-Ultraschallprüfung (PAUT), Magnetpulverprüfung (MT) usw. Wenn Sie einige der NDT-Techniken kombinieren, erhalten Sie möglicherweise besonders positive Antworten.

Best Practices beim Testen der Schweißnahtfestigkeit

Es gibt mehrere wichtige Punkte, die Sie berücksichtigen sollten, wenn Sie die Best Practices für eine ordnungsgemäße Prüfung der Schweißnahtfestigkeit befolgen möchten. Sie sind wie folgt:

1. Standardisierung und Dokumentation

Der Beginn eines jeden Tests ist die wichtigste Phase. Wenn Sie einen strukturierten Test durchführen möchten, müssen Sie branchenspezifische Standards und Richtlinien befolgen, z AWS-Standards or ISO-Leitfaden. Konzentrieren Sie sich auf die Dokumentation von Testverfahren und -bedingungen.

2. Reproduzierbare Testbedingungen

Sie müssen konsistente und kontrollierte Testbedingungen aufrechterhalten, einschließlich Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Gerätekalibrierung. Der nächste Schritt besteht darin, die geeigneten Prüftechniken basierend auf der Art der Schweißnaht und den erforderlichen Informationen (z. B. Zug, Biegung, Scherung, Härte) auszuwählen.

3. Destruktiv vs. NDT

Bei Bedarf können Sie zerstörungsfreie Prüfmethoden wie Ultraschall- oder Röntgenprüfung wählen. Eine andere Methode ist die zerstörende Reserveprüftechnik. Es wird in Fällen verwendet, in denen eine endgültige Festigkeitsbeurteilung erforderlich ist.

4. Probenausrichtung

Stellen Sie sicher, dass die Proben korrekt zu den aufgebrachten Kräften ausgerichtet sind, um die Einleitung von Biege- oder Scherkräften zu vermeiden. Danach konzentrieren Sie sich auf die Einrichtung einer Testumgebung. Reproduzieren Sie reale Bedingungen während des Tests, um Servicebedingungen zu simulieren. Berücksichtigen Sie immer extreme Bedingungen, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

5. Datenaufzeichnung und -analyse

Zeichnen Sie Last-Verschiebungs-Kurven, Fehlermodi und etwaige Abweichungen vom erwarteten Verhalten auf. Analysieren Sie Daten, um relevante Parameter zu bestimmen (z. B. Streckgrenze, Endfestigkeit). Befolgen Sie etablierte Schweißverfahren, einschließlich Parameter wie Wärmeeintrag, Technik und Zusatzwerkstoff. Behalten Sie die präzise Kontrolle über den Schweißprozess.

6. Statistische Analyse

Nutzen Sie statistische Analysen für mehrere Tests oder Chargenbewertungen, um die Verteilung und Variabilität der Schweißnahtfestigkeit zu verstehen. Auch bei zerstörenden Prüfungen müssen Sie Sicherheitsprotokolle einhalten, insbesondere wenn hohe Kräfte oder Drücke auftreten. Stellen Sie geeignete persönliche Schutzausrüstung (PSA) bereit.

7. Prüfung nach dem Test

Untersuchen Sie gebrochene Proben, um die Versagensart und etwaige Anzeichen von Defekten wie mangelnde Verschmelzung, Porosität oder Risse zu ermitteln. Erstellen Sie umfassende Testberichte, einschließlich Einzelheiten zu Testmethoden, Ergebnissen, Beobachtungen und Schlussfolgerungen. Kommunizieren Sie klar und deutlich die Werte der Schweißnahtfestigkeit und deren Auswirkungen auf die Eignung des Bauteils für seinen Zweck. Nutzen Sie die Testergebnisse als Grundlage für Prozessverbesserungen und Qualitätskontrollmaßnahmen, um konsistente, starke und zuverlässige Schweißnähte zu erzielen.

FAQ

1 – Was ist die gängigste Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT), um die Herkulesaufgabe zu erfüllen, die Festigkeit des Laserschweißens sicherzustellen?

Um künftige Belästigungen zu vermeiden, werden bei der PWHT am häufigsten folgende Behandlungen eingesetzt: Erhitzen in der Vergangenheit und stressabbauend. Durch Nachwärmen wird die Wasserstofffreisetzung reduziert, die für Risse in den Verbindungen verantwortlich ist. Beim Spannungsabbau hingegen werden in der Struktur festsitzende Spannungen abgebaut.

2 – Wie lautet die Formel zur Messung der Laserschweißfestigkeit?

Es ist wichtig, dass Sie nicht verwirrt sind und verstehen, dass die Auswahl der Formel von der Art der Verbindung und der verwendeten Testmethode abhängt. Wenn Sie dennoch Zweifel haben, seien Sie vorsichtig, denn die Festigkeit einer Laserschweißverbindung kann auch von verschiedenen Faktoren wie Schweißbedingungen, Materialqualitäten und Verbindungsdesign beeinflusst werden.

3 – Welchen Einfluss hat die Schweißnahtgröße auf die Festigkeit einer lasergeschweißten Verbindung?

Die Festigkeit einer lasergeschweißten Verbindung wird von einer Reihe von Parametern beeinflusst, darunter:

• Eine größere Schweißnaht hat einen höheren Festigkeitswert.
• Die Länge und Breite der Schweißnaht hat Einfluss auf die Festigkeit der Verbindung.
• Die Festigkeit der Verbindung wird auch von der Laserleistung und der Überlappungslänge beeinflusst.

4 – Ist Laserschweißen genauso stark wie WIG-Schweißen oder Lichtbogenschweißen?

Das Laserschweißen ist bekannt für seine Präzision und reduzierte Wärmeeinflusszonen und eignet sich daher ideal für dünne oder empfindliche Materialien.

Im Gegensatz dazu führt das Lichtbogenschweißen aufgrund seines tiefen Eindringvermögens häufig zu stärkeren Schweißnähten in dickeren und robusteren Materialien. Die endgültige Festigkeit und Eignung der Schweißnaht hängt jedoch von der spezifischen Anwendung, dem Material und dem Fachwissen des Schweißers ab.

Es ist Zeit zum Abschluss!

Die Glossarliste der Schweißfestigkeitsprüfungen wird ausführlich erklärt, um es Ihnen leicht zu machen. Es handelt sich um zerstörungsfreie Prüfungen (ZfP), Tests zur Bewertung der Zugfestigkeit von Laserschweißverbindungen, Ermüdungstests usw. Dies sind einige der bekannten Tests zur Beurteilung der Festigkeit von Laserschweißverbindungen.

Lernen Sie sie im Detail kennen und verstehen Sie, wie sie dazu beitragen, zukünftige Fehler im Voraus zu beseitigen. Die Ergebnisse sind vielversprechend und können Ihnen bei Sitzungen vor und nach dem Schweißen in vielerlei Hinsicht helfen.

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