{"id":488,"date":"2023-01-10T14:28:42","date_gmt":"2023-01-10T06:28:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.stevistech.com\/?p=488"},"modified":"2023-02-10T16:23:52","modified_gmt":"2023-02-10T08:23:52","slug":"aluminum-alloy-laser-welding-technology","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.stevistech.com\/pt\/tecnologia-de-soldagem-a-laser-de-liga-de-aluminio\/","title":{"rendered":"Status da aplica\u00e7\u00e3o e tend\u00eancia de desenvolvimento da tecnologia de soldagem a laser de liga de alum\u00ednio"},"content":{"rendered":"<p>Por muito tempo, a soldagem a laser de liga de alum\u00ednio tem sido uma \u00e1rea dif\u00edcil e quente para institutos de pesquisa cient\u00edfica e empresas continuarem a realizar pesquisas e aplica\u00e7\u00f5es t\u00e9cnicas. Com o crescimento cont\u00ednuo da demanda de mercado por estruturas leves e o desenvolvimento gradual de lasers de alta pot\u00eancia e produtos de cabe\u00e7a de laser, o custo dos sistemas de soldagem a laser est\u00e1 em uma tend\u00eancia de queda. <\/p>\n\n\n\n<p>Nesse contexto, o principal gargalo que restringe a expans\u00e3o das aplica\u00e7\u00f5es de soldagem a laser de liga de alum\u00ednio mudar\u00e1 do custo para a tecnologia de soldagem. <\/p>\n\n\n\n<p>Avan\u00e7os em materiais de liga de alum\u00ednio novos ou dif\u00edceis de soldar e tecnologia de soldagem a laser em aplica\u00e7\u00f5es espec\u00edficas com estruturas complexas de chapas grossas se tornar\u00e3o uma nova tecnologia de soldagem a laser de liga de alum\u00ednio.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"800\" height=\"600\" src=\"https:\/\/stevistech.com\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/aluminum-alloy-laser-welding-technology.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-492\" srcset=\"https:\/\/www.stevistech.com\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/aluminum-alloy-laser-welding-technology.jpg 800w, https:\/\/www.stevistech.com\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/aluminum-alloy-laser-welding-technology-300x225.jpg 300w, https:\/\/www.stevistech.com\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/aluminum-alloy-laser-welding-technology-768x576.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>1 Caracter\u00edsticas da soldagem a laser de liga de alum\u00ednio<\/strong><br>Com o surgimento cont\u00ednuo de m\u00e1quinas de soldagem a laser de alta pot\u00eancia e alto desempenho, a tecnologia de soldagem a laser de liga de alum\u00ednio se desenvolveu rapidamente e se tornou o m\u00e9todo de soldagem de liga de alum\u00ednio mais promissor. Este m\u00e9todo tem caracter\u00edsticas distintas em termos de ciclo de calor de soldagem, metalurgia qu\u00edmica, efici\u00eancia de produ\u00e7\u00e3o e formato de solda.<br>A soldagem a laser de liga de alum\u00ednio tem as quatro vantagens a seguir:<br>1) A energia espec\u00edfica de soldagem \u00e9 pequena. A energia espec\u00edfica de soldagem se refere \u00e0 energia necess\u00e1ria para soldar uma superf\u00edcie unit\u00e1ria. Comparando a energia espec\u00edfica de soldagem da soldagem a laser e da soldagem a arco de arg\u00f4nio, pode-se descobrir que a energia espec\u00edfica da soldagem a laser de liga de alum\u00ednio \u00e9 pequena, e a zona afetada pelo calor \u00e9 pequena.<br>2) A deforma\u00e7\u00e3o da soldagem \u00e9 pequena. O di\u00e2metro do ponto do feixe de laser focado \u00e9 muito pequeno, de modo que o feixe de laser tem uma pequena \u00e1rea de a\u00e7\u00e3o no material, a zona afetada pelo calor \u00e9 relativamente pequena e a deforma\u00e7\u00e3o \u00e9 relativamente pequena.<br>3) A efici\u00eancia da produ\u00e7\u00e3o \u00e9 alta. O di\u00e2metro do ponto do laser \u00e9 pequeno, a densidade de pot\u00eancia \u00e9 alta, permitindo alta velocidade de soldagem, boa qualidade de solda e alta efici\u00eancia de produ\u00e7\u00e3o.<br>4) O gr\u00e3o \u00e9 fino. No processo de soldagem a laser, a temperatura m\u00e1xima da solda \u00e9 alta, o tempo de resid\u00eancia em alta temperatura \u00e9 curto, a taxa de resfriamento \u00e9 r\u00e1pida, o grau de subresfriamento \u00e9 grande e a estrutura da solda \u00e9 fina.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"[SteviS Laser] M\u00e1quina de solda a laser de tubo de alum\u00ednio em forma de D, melhor efeito de soldagem do que soldagem TIG\" width=\"500\" height=\"281\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/oXgiktzqY3s?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p><br>Devido \u00e0s propriedades f\u00edsicas, composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica e caracter\u00edsticas estruturais da liga de alum\u00ednio, esse m\u00e9todo tamb\u00e9m apresenta alguns problemas, principalmente nos cinco aspectos a seguir.<br>1) A refletividade \u00e9 alta. Quando a temperatura inicial da superf\u00edcie incidente do feixe \u00e9 baixa, a refletividade da soldagem a laser de liga de alum\u00ednio \u00e9 muito alta. Conforme a temperatura aumenta, a superf\u00edcie da liga de alum\u00ednio derrete e vaporiza, e sua taxa de absor\u00e7\u00e3o aumenta rapidamente.<br>2) F\u00e1cil de produzir poros. A costura de soldagem a laser \u00e9 profunda e estreita, e a velocidade de resfriamento da liga de alum\u00ednio \u00e9 r\u00e1pida, e os poros n\u00e3o t\u00eam tempo para transbordar.<br>3) Os requisitos de montagem de soldagem s\u00e3o altos. Depois que o laser \u00e9 focado, o di\u00e2metro do ponto \u00e9 muito pequeno. Para uma m\u00e1quina de soldagem a laser sem fun\u00e7\u00e3o de oscila\u00e7\u00e3o, o feixe \u00e9 facilmente deslocado na costura de solda, o que pode facilmente levar \u00e0 m\u00e1 forma\u00e7\u00e3o da solda.<br>4) O elemento de liga queima. Elementos como Mn, Mg e Zn em ligas de alum\u00ednio t\u00eam uma forte capacidade de absorver luz laser, o que causar\u00e1 evapora\u00e7\u00e3o e queima, resultando em uma diminui\u00e7\u00e3o no desempenho da solda.<br>5) Respingos de soldagem. O efeito de reflex\u00e3o da liga de alum\u00ednio no laser \u00e9 \u00f3bvio. Para garantir a penetra\u00e7\u00e3o efetiva, os par\u00e2metros de maior pot\u00eancia s\u00e3o geralmente selecionados para soldagem. A alta densidade de energia e a alta temperatura de pico facilitam a gera\u00e7\u00e3o de respingos quando uma grande quantidade de vapor passa por um espa\u00e7o estreito em um curto per\u00edodo de tempo, especialmente na soldagem a laser pulsado de alta pot\u00eancia.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"[SteviS Laser] Plataforma autom\u00e1tica de soldagem a laser de fibra de perfil de alum\u00ednio adequada para produ\u00e7\u00e3o de janelas\" width=\"500\" height=\"281\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/UIQHzF2OJ7s?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>2 Desenvolvimento da Tecnologia de Soldagem a Laser de Liga de Alum\u00ednio<\/strong><br>2.1 Oleoduto<br>1) O oleoduto de liga de alum\u00ednio pode efetivamente aumentar o di\u00e2metro do oleoduto e a espessura da parede do tubo, para que o oleoduto possa transportar mais \u00f3leo no tempo nominal. O transporte de petr\u00f3leo por oleoduto \u00e9 muito perigoso e propenso a vazamentos. Uma vez que um vazamento ocorre, ele pode causar perdas de propriedade imensur\u00e1veis, v\u00edtimas, polui\u00e7\u00e3o ambiental, polui\u00e7\u00e3o da \u00e1gua e outros grandes riscos.<br>2) Ao soldar tubos de liga de alum\u00ednio, \u00e9 fundamental melhorar a qualidade da soldagem e evitar defeitos de soldagem.<br>3) A soldagem a laser de tubos de liga de alum\u00ednio pode produzir benef\u00edcios muito grandes e, ao mesmo tempo, pode controlar efetivamente a qualidade da soldagem. Durante a soldagem, pode garantir que a costura de solda seja formada uma vez e a qualidade da soldagem seja relativamente alta, o que pode evitar o risco de vazamento de \u00f3leo causado por defeitos na costura de solda.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>2.2 Soldagem a laser de caixa de bateria de liga de alum\u00ednio para ve\u00edculos de nova energia<br>Na ind\u00fastria de ve\u00edculos de nova energia, devido ao aumento do peso dos conjuntos de baterias, h\u00e1 uma demanda maior por estruturas leves. Portanto, em compara\u00e7\u00e3o com materiais compostos refor\u00e7ados com fibra de carbono com custos mais altos e a\u00e7o de alta resist\u00eancia com maior densidade, o alum\u00ednio e as ligas de alum\u00ednio s\u00e3o, sem d\u00favida, importantes.<br>Tornou-se o material escolhido para v\u00e1rias estruturas de inv\u00f3lucros de baterias, desde inv\u00f3lucros e abas de baterias, m\u00f3dulos e conectores at\u00e9 bandejas de baterias; placas de liga de alum\u00ednio, perfis e ligas de alum\u00ednio fundido t\u00eam sido amplamente utilizados.<br>C\u00e9lulas de casca quadrada s\u00e3o os produtos mais populares para aplica\u00e7\u00f5es de soldagem a laser de liga de alum\u00ednio, incluindo veda\u00e7\u00f5es de casca, v\u00e1lvulas \u00e0 prova de explos\u00e3o, postes, furos de inje\u00e7\u00e3o de l\u00edquido e conex\u00f5es macias, etc. Os materiais usados incluem alum\u00ednio puro e ligas de alum\u00ednio da s\u00e9rie 3, com boa soldabilidade, especialmente sob o processo de soldagem a laser oscilante, juntas soldadas quase sem defeitos que atendem \u00e0s condi\u00e7\u00f5es de veda\u00e7\u00e3o s\u00e3o formadas.<br>O processo acima adota laser de fibra convencional e cabe\u00e7a de soldagem de galvan\u00f4metro de varredura, que pode realizar soldagem a laser de alta qualidade e alta efici\u00eancia. Atualmente, um equipamento de linha de produ\u00e7\u00e3o de soldagem a laser personalizado completo foi formado no mercado. Os novos m\u00f3dulos de bateria de ve\u00edculos de energia e bandejas de bateria t\u00eam um alto grau de individualiza\u00e7\u00e3o e usam principalmente ligas de alum\u00ednio de 6 s\u00e9ries com alta resist\u00eancia, e alguns usam ligas de alum\u00ednio de 5 s\u00e9ries.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Atualmente, o processo de soldagem MIG e a tecnologia de soldagem por fric\u00e7\u00e3o e agita\u00e7\u00e3o s\u00e3o usados principalmente. De acordo com as diferentes necessidades e caracter\u00edsticas de design do produto, h\u00e1 aproximadamente dois tipos.<br>O primeiro tipo \u00e9 o inv\u00f3lucro de bateria de m\u00f3dulo sem suporte de carga, que \u00e9 caracterizado pela exist\u00eancia de placas de liga de alum\u00ednio com espessura \u22641,5 mm e n\u00e3o tem requisitos de veda\u00e7\u00e3o para a estrutura geral. E \u00e9 soldado na forma de soldagem de penetra\u00e7\u00e3o de sobreposi\u00e7\u00e3o, junta de topo, soldagem de filete de sobreposi\u00e7\u00e3o, etc.<br>Usar um \u00fanico laser ou um laser swing pode atender \u00e0s necessidades de profundidade de fus\u00e3o e largura de fus\u00e3o. Os requisitos para esse tipo de produto s\u00e3o relativamente simples, ent\u00e3o o processo n\u00e3o \u00e9 dif\u00edcil e tem sido aplicado na produ\u00e7\u00e3o.<br>As solu\u00e7\u00f5es t\u00e9cnicas s\u00e3o fornecidas principalmente por fabricantes de cabe\u00e7otes de laser e integradores de sistemas de laser. No entanto, devido ao uso de soldagem a laser \u00fanica, os requisitos para folga de montagem do produto s\u00e3o relativamente altos, ent\u00e3o a consist\u00eancia da qualidade da soldagem \u00e9 muito afetada pela precis\u00e3o dimensional dos materiais de entrada e pelo processo de fixa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n<p><br>O segundo tipo \u00e9 que o produto tem requisitos de veda\u00e7\u00e3o, e alguns requisitos devem suportar condi\u00e7\u00f5es de reten\u00e7\u00e3o de press\u00e3o por um certo per\u00edodo de tempo. A espessura da folha \u00e9 geralmente de 3 a 5 mm, e a montagem com perfis de liga de alum\u00ednio envolve juntas de topo, juntas de canto, juntas de sobreposi\u00e7\u00e3o, etc.<br>Devido ao tamanho menor do produto em compara\u00e7\u00e3o com a bandeja da bateria e \u00e0s condi\u00e7\u00f5es de servi\u00e7o relativamente baixas, tanto o fabricante quanto o usu\u00e1rio pretendem atualizar o processo de soldagem de soldagem MIG para soldagem a laser. Atualmente, est\u00e1 no est\u00e1gio de explora\u00e7\u00e3o e teste do processo de soldagem a laser, que \u00e9 realizado principalmente por institutos de pesquisa cient\u00edfica, fornecedores de laser e fabricantes de pe\u00e7as.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>2.3 Aplica\u00e7\u00e3o da tecnologia de soldagem a laser de liga de alum\u00ednio na constru\u00e7\u00e3o naval<br>Devido \u00e0 baixa densidade e ao peso mais leve do material de liga de alum\u00ednio, o centro de gravidade do navio \u00e9 reduzido enquanto reduz o peso do navio, o que \u00e9 prop\u00edcio para melhorar a seguran\u00e7a e a estabilidade do navio. Portanto, \u00e9 amplamente utilizado em alguns navios, como iates, navios de cruzeiro, submarinos, barcos de pesca, etc. A aplica\u00e7\u00e3o da soldagem a laser na ind\u00fastria de constru\u00e7\u00e3o naval tamb\u00e9m \u00e9 relativamente comum. Devido ao grande tamanho do casco, a soldagem desempenhou um papel importante na ind\u00fastria de constru\u00e7\u00e3o naval. O uso da soldagem a laser \u00e9 prop\u00edcio para obter soldagens de alta resist\u00eancia, reduzindo assim a espessura da liga de alum\u00ednio usada. Para atingir o prop\u00f3sito de peso leve e alta resist\u00eancia. Os Estados Unidos calcularam que um porta-avi\u00f5es constru\u00eddo com tecnologia de soldagem a laser pode economizar 200 toneladas de peso. Na verdade, quando voc\u00ea constr\u00f3i esses grandes navios de cruzeiro na Europa hoje, a taxa de aplica\u00e7\u00e3o da soldagem a laser excedeu 20%, e a taxa de utiliza\u00e7\u00e3o alvo no futuro \u00e9 50%.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>2.4 Soldagem a laser da estrutura do painel de liga de alum\u00ednio da aeronave<\/p>\n\n\n\n<p>O peso leve das aeronaves de avia\u00e7\u00e3o desempenha um papel importante na redu\u00e7\u00e3o do consumo de combust\u00edvel, aumentando o alcance de cruzeiro e prolongando a vida \u00fatil das aeronaves. Comparado com ligas de tit\u00e2nio e materiais compostos de fibra de carbono, o custo das ligas de alum\u00ednio \u00e9 relativamente baixo. Portanto, na fabrica\u00e7\u00e3o de fuselagens de aeronaves, as ligas de alum\u00ednio representam uma grande propor\u00e7\u00e3o, principalmente ligas de alum\u00ednio das s\u00e9ries 7, 6 e 2. Na aplica\u00e7\u00e3o da conex\u00e3o entre a pele do painel da fuselagem e as longarinas, o m\u00e9todo tradicional usa tecnologia de rebitagem, e a pele e as longarinas adotam uma estrutura de junta sobreposta. Devido ao peso extra gerado pela borda sobreposta do rebite e da longarina, e a efici\u00eancia da produ\u00e7\u00e3o \u00e9 baixa, a longarina e a pele s\u00e3o alteradas para uma estrutura em forma de T, e a soldagem a laser \u00e9 realizada nos lados esquerdo e direito simultaneamente para substituir a borda sobreposta Com rebites, tem efeitos \u00f3bvios na redu\u00e7\u00e3o do peso da fuselagem, melhorando a efici\u00eancia da conex\u00e3o e reduzindo o custo de fabrica\u00e7\u00e3o. Por exemplo, os oito pain\u00e9is do modelo Airbus A380 s\u00e3o fabricados usando tecnologia de soldagem simult\u00e2nea a laser de dupla face, o que reduz o peso da fuselagem em 10%.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"[SteviS Laser] M\u00e1quina de solda a laser de fibra port\u00e1til para soldagem de chapas de liga de alum\u00ednio #shorts\" width=\"500\" height=\"281\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/KIFo8YsR99U?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p>Para resumir, embora a soldagem de liga de alum\u00ednio tenha os problemas de um processo complicado e dif\u00edcil processamento, com a crescente demanda por liga de alum\u00ednio no processo de industrializa\u00e7\u00e3o, o papel que ela desempenha na vida est\u00e1 se tornando cada vez mais importante.<br>Com o r\u00e1pido desenvolvimento da tecnologia de soldagem a laser, a aplica\u00e7\u00e3o de nova tecnologia de soldagem na produ\u00e7\u00e3o de soldagem aeroespacial ser\u00e1 desenvolvida rapidamente. A automa\u00e7\u00e3o de soldagem e a capacidade de garantir alta qualidade e alta confiabilidade ser\u00e3o os requisitos b\u00e1sicos da tecnologia de soldagem no s\u00e9culo XXI.<br>Portanto, ao melhorar e otimizar o processo de soldagem de ligas de alum\u00ednio, \u00e9 necess\u00e1rio considerar totalmente o custo, o grau avan\u00e7ado do m\u00e9todo e a efici\u00eancia da soldagem, a fim de suprimir ao m\u00e1ximo a ocorr\u00eancia de poros e trincas, controlar os defeitos das juntas e formar uma boa solda com excelente qualidade.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>For a long time, aluminum alloy laser welding has been a difficult and hot area for scientific research institutes and enterprises to continue to carry out technical research and application. 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