01 Лазерна-дугавая гібрыдная зварка тоўстых пласцін
Зварка тоўстых пласцін (таўшчынёй ≥ 20 мм) гуляе ключавую ролю ў вытворчасці буйнагабарытнага абсталявання ў такіх важных галінах, як аэракасмічная, навігацыйная і караблебудаўнічая прамысловасць, чыгуначны транспарт і г. д. Гэтыя кампаненты звычайна характарызуюцца вялікай таўшчынёй, складанай формай злучэнняў і складаным абслугоўваннем асяроддзях. Якасць зваркі непасрэдна ўплывае на прадукцыйнасць і тэрмін службы абсталявання. З-за нізкай хуткасці зваркі і сур'ёзных праблем з пырскамі традыцыйны метад зваркі ў абароненым газе сутыкаецца з такімі праблемамі, як нізкая эфектыўнасць зваркі, высокае спажыванне энергіі і вялікае рэшткавае напружанне, што ўскладняе выкананне пастаянна растучых патрабаванняў да вытворчасці. Аднак тэхналогія лазерна-дугавой гібрыднай зваркі адрозніваецца ад традыцыйнай тэхналогіі зваркі. Ён удала спалучае ў сабе перавагілазерная зваркаі дугавой зваркі, і мае такія характарыстыкі, як вялікая глыбіня праплавлення, высокая хуткасць зваркі, высокая эфектыўнасць і лепшая якасць зваркі, як паказана на малюнку 1. Такім чынам, гэтая тэхналогія прыцягнула шырокую ўвагу і пачала прымяняцца ў некаторых ключавых галінах.
Малюнак 1. Прынцып лазерна-дугавой гібрыднай зваркі
02 Даследаванне лазерна-дугавой гібрыднай зваркі тоўстых пліт
Нарвежскі інстытут прамысловых тэхналогій і Тэхналагічны ўніверсітэт Луле ў Швецыі даследавалі структурную аднастайнасць кампазітных зварных злучэнняў магутнасцю менш за 15 кВт для мікралегаванай высокатрывалай нізкалегіраванай сталі таўшчынёй 45 мм. Універсітэт Асакі і Цэнтральны металургічны навукова-даследчы інстытут Егіпта выкарыстоўвалі валаконны лазер магутнасцю 20 кВт для правядзення даследаванняў працэсу аднапраходнай лазерна-дугавой гібрыднай зваркі тоўстых пласцін (25 мм) з выкарыстаннем ніжняга ўкладыша для вырашэння праблемы ніжняга гарба. Дацкая кампанія Force Technology выкарыстала два дыскавыя лазеры магутнасцю 16 кВт паслядоўна для правядзення даследаванняў па гібрыднай зварцы сталёвых пласцін таўшчынёй 40 мм пры магутнасці 32 кВт, што сведчыць аб тым, што высокамагутная лазерна-дугавая зварка, як чакаецца, будзе выкарыстоўвацца пры зварцы падставы вежы марской ветраэнергетыкі. , як паказана на малюнку 2. Harbin Welding Co., Ltd. з'яўляецца першай у краіне, якая асвоіла асноўную тэхналогію і тэхналогію інтэграцыі абсталявання для дугавой гібрыднай зваркі з цвёрдым лазерным электродам высокай магутнасці. У маёй краіне ўпершыню паспяхова прыменена тэхналогія і абсталяванне для дугавой гібрыднай зваркі з цвёрдым лазерам і двухдротавым плаўляючымся электродам высокай магутнасці для абсталявання высокага класа. вытворчасць.
Малюнак 2. Схема размяшчэння лазернай ўстаноўкі
Згодна з бягучым статусам даследаванняў лазерна-дугавой гібрыднай зваркі тоўстых пласцін у краіне і за мяжой, відаць, што спалучэнне лазерна-дугавой гібрыднай зваркі і канаўкі з вузкай шчылінай можа дамагчыся зваркі тоўстых пласцін. Калі магутнасць лазера павялічваецца да больш чым 10 000 Вт, пад дзеяннем высокаэнергетычнага лазера змяняюцца паводзіны матэрыялу ў выпарэнні, працэс узаемадзеяння паміж лазерам і плазмай, стабільны стан патоку расплаўленага басейна, механізм цеплаперадачы і металургічныя паводзіны зварнога шва Змены будуць адбывацца ў рознай ступені. Калі магутнасць павялічваецца да больш чым 10 000 Вт, павелічэнне шчыльнасці магутнасці ўзмоцніць ступень параўтварэння ў вобласці каля маленькай адтуліны, а сіла аддачы будзе непасрэдна ўплываць на стабільнасць маленькай адтуліны і паток расплаўленай ванны, тым самым уплываючы на працэс зваркі. Змены аказваюць істотны ўплыў на ўкараненне працэсаў лазернай і кампазітнай зваркі. Гэтыя характэрныя з'явы ў працэсе зваркі ў некаторай ступені прама ці ўскосна адлюстроўваюць стабільнасць працэсу зваркі і нават могуць вызначаць якасць зварнога шва. Эфект злучэння дзвюх крыніц цяпла - лазера і дугі - можа прымусіць дзве крыніцы цяпла ў поўнай меры выкарыстоўваць свае ўласныя характарыстыкі і атрымаць лепшыя эфекты зваркі, чым адна лазерная зварка і дугавая зварка. У параўнанні з метадам лазернай аўтагеннай зваркі гэты метад зваркі мае такія перавагі, як моцная адаптацыя зазору і вялікая зварваемая таўшчыня. У параўнанні з метадам зваркі тоўстых пласцін з лазерным запаўненнем дротам з вузкім зазорам, ён мае такія перавагі, як высокая эфектыўнасць плаўлення дроту і добры эфект сплавлення канавок. . Акрамя таго, прыцягненне лазера да дугі павышае стабільнасць дугі, што робіць лазерна-дугавую гібрыдную зварку больш хуткай, чым традыцыйная дугавая зварка ілазерная зварка прысадкавай дротам, з адносна высокай эфектыўнасцю зваркі.
03 Прымяненне высокамагутнай лазерна-дугавой гібрыднай зваркі
Тэхналогія высокамагутнай лазерна-дугавой гібрыднай зваркі шырока выкарыстоўваецца ў суднабудаўнічай прамысловасці. Суднаверф Meyer у Германіі ўстанавіла вытворчую лінію для гібрыднай лазерна-дугавой зваркі CO2 магутнасцю 12 кВт для зваркі плоскіх лістоў корпуса і рэбраў калянасці, каб дасягнуць адукацыі 20-метровых кутніх швоў за адзін раз і паменшыць ступень дэфармацыі на 2/3. GE распрацавала валаконна-лазерна-дугавую гібрыдную сістэму зваркі з максімальнай выходнай магутнасцю 20 кВт для зваркі авіяносца USS Saratoga, зэканоміўшы 800 тон зварнога металу і скараціўшы працаёмкасць гадзін на 80%, як паказана на малюнку 3. CSSC 725 прымае Высокамагутная лазерна-дугавая гібрыдная сістэма зваркі з валаконным лазерам магутнасцю 20 кВт, якая можа паменшыць дэфармацыю пры зварцы на 60% і павялічыць эфектыўнасць зваркі на 300%. Шанхайская суднаверф Waigaoqiao выкарыстоўвае высокамагутную лазерна-дугавую гібрыдную сістэму зваркі магутнасцю 16 кВт. Вытворчая лінія выкарыстоўвае новую тэхналогію лазернай гібрыднай зваркі + зваркі MAG для дасягнення аднабаковай зваркі за адзін праход і двухбаковага фармавання сталёвых пласцін таўшчынёй 4-25 мм. Тэхналогія высокамагутнай лазерна-дугавой гібрыднай зваркі шырока выкарыстоўваецца ў бронетэхніцы. Яго зварачныя характарыстыкі: зварка складаных металічных канструкцый вялікай таўшчыні, нізкі кошт і высокая прадукцыйнасць вытворчасці.
Малюнак 3. Авіяносец USS Sara Toga
Тэхналогія высокамагутнай лазерна-дугавой гібрыднай зваркі першапачаткова прымянялася ў некаторых галінах прамысловасці і стане важным сродкам для эфектыўнага вырабу буйных канструкцый з сярэдняй і вялікай таўшчынёй сценак. У цяперашні час не хапае даследаванняў па механізме гібрыднай зваркі з лазернай дугой высокай магутнасці, які патрабуе далейшага ўмацавання, напрыклад, узаемадзеянне паміж фотаплазмай і дугой і ўзаемадзеянне паміж дугой і расплаўленай ваннай. Ёсць яшчэ шмат нявырашаных праблем у працэсе высокамагутнай лазерна-дугавой гібрыднай зваркі, такіх як вузкае тэхналагічнае акно, няроўныя механічныя ўласцівасці структуры зварнога шва і складаны кантроль якасці зваркі. Па меры паступовага павелічэння выхадной магутнасці лазераў прамысловага ўзроўню магутная лазерна-дугавая гібрыдная тэхналогія зваркі будзе хутка развівацца, а мноства новых тэхналогій лазернай гібрыднай зваркі будзе працягваць з'яўляцца. Важнымі тэндэнцыямі ў развіцці высокамагутнага лазернага зварачнага абсталявання ў будучыні стануць лакалізацыя, буйнамаштабнасць і інтэлект.
Час публікацыі: 24 красавіка 2024 г
