01 Lasersko-lučno hibridno zavarivanje debelih ploča
Zavarivanje debelih ploča (debljine ≥ 20 mm) igra ključnu ulogu u proizvodnji velike opreme u važnim oblastima kao što su vazduhoplovstvo, navigacija i brodogradnja, železnički transport itd. Ove komponente obično karakterišu velika debljina, složeni oblici spojeva i složen servis okruženja. Kvalitet zavarivanja ima direktan utjecaj na performanse i vijek trajanja opreme. Zbog male brzine zavarivanja i ozbiljnih problema sa prskanjem, tradicionalna metoda zavarivanja zaštićenog plinom suočava se s izazovima kao što su niska efikasnost zavarivanja, visoka potrošnja energije i veliko zaostalo naprezanje, što otežava ispunjavanje sve većih proizvodnih zahtjeva. Međutim, lasersko-lučna hibridna tehnologija zavarivanja razlikuje se od tradicionalne tehnologije zavarivanja. Uspješno kombinuje prednostilasersko zavarivanjei lučno zavarivanje, a ima karakteristike velike dubine prodiranja, velike brzine zavarivanja, visoke efikasnosti i boljeg kvaliteta zavarivanja, kao što je prikazano na slici 1. Prikaz. Stoga je ova tehnologija privukla široku pažnju i počela se primjenjivati u nekim ključnim područjima.
Slika 1 Princip lasersko-lučnog hibridnog zavarivanja
02Istraživanje hibridnog lasersko-lučnog zavarivanja debelih ploča
Norveški institut za industrijsku tehnologiju i Tehnološki univerzitet Lule u Švedskoj proučavali su strukturnu uniformnost kompozitnih zavarenih spojeva ispod 15 kW za mikrolegirani niskolegirani čelik visoke čvrstoće debljine 45 mm. Univerzitet u Osaki i egipatski Centralni metalurški istraživački institut koristili su laser s vlaknima od 20 kW da sprovedu istraživanje hibridnog procesa lasersko-lučnog zavarivanja debelih ploča (25 mm), koristeći donju oblogu za rješavanje problema donje grbe. Danska kompanija Force Technology koristila je dva disk lasera od 16 kW u seriji za istraživanje hibridnog zavarivanja čeličnih ploča debljine 40 mm pri 32 kW, što ukazuje da se očekuje da će se lasersko lučno zavarivanje velike snage koristiti u zavarivanju baze vjetroelektrana na moru. , kao što je prikazano na slici 2. Harbin Welding Co., Ltd. je prvi u zemlji koji je savladao osnovnu tehnologiju i tehnologiju integracije opreme zavarivanja sa hibridnim izvorom toplote velike snage čvrstim laserskim elektrodama za topljenje elektroda. Ovo je prvi put da uspješno primjenjujem tehnologiju i opremu hibridnog zavarivanja i opreme visoke snage laser-dual-wire topljene elektrode za topljenje na vrhunskoj opremi u mojoj zemlji. proizvodnja.
Slika 2. Shema rasporeda laserske instalacije
Prema trenutnom stanju istraživanja lasersko-lučnog hibridnog zavarivanja debelih ploča u zemlji i inostranstvu, može se vidjeti da se kombinacijom lasersko-lučnog hibridnog zavarivanja i žljebova uskog razmaka može postići zavarivanje debelih ploča. Kada se snaga lasera poveća na više od 10.000 vati, pod zračenjem lasera visoke energije, ponašanje materijala pri isparavanju, proces interakcije između lasera i plazme, stabilno stanje toka rastopljenog bazena, mehanizam prijenosa topline i metalurško ponašanje šava Promene će se desiti u različitom stepenu. Kako se snaga povećava na više od 10.000 vati, povećanje gustine snage će intenzivirati stepen isparavanja u području blizu male rupe, a sila trzanja će direktno uticati na stabilnost male rupe i protok rastopljenog bazena, čime utiče na proces zavarivanja. Promjene imaju nezanemarljiv utjecaj na implementaciju lasera i njegovih kompozitnih procesa zavarivanja. Ove karakteristične pojave u procesu zavarivanja direktno ili indirektno odražavaju u određenoj mjeri stabilnost procesa zavarivanja, a mogu čak i odrediti kvalitetu zavara. Učinak spajanja dva izvora topline lasera i luka može učiniti da dva izvora topline daju potpunu igru svojim vlastitim karakteristikama i postižu bolje efekte zavarivanja od pojedinačnog laserskog i lučnog zavarivanja. U poređenju sa metodom laserskog autogenog zavarivanja, ova metoda zavarivanja ima prednosti snažne prilagodljivosti zazora i velike debljine zavarivanja. U poređenju sa metodom zavarivanja debelih ploča sa laserskim punjenjem žice uskog razmaka, ima prednosti visoke efikasnosti topljenja žice i dobrog efekta spajanja žljebova. . Osim toga, privlačenje lasera prema luku povećava stabilnost luka, čineći hibridno zavarivanje laser-lukom bržim od tradicionalnog lučnog zavarivanja ilasersko zavarivanje žice za punjenje, sa relativno visokom efikasnošću zavarivanja.
03 Lasersko-lučno hibridno zavarivanje velike snage
Tehnologija hibridnog lasersko-lučnog zavarivanja velike snage široko se koristi u brodogradnji. Brodogradilište Meyer u Njemačkoj uspostavilo je proizvodnu liniju za hibridno zavarivanje CO2 od 12kW za zavarivanje ravnih ploča i ukrućenja trupa kako bi se postiglo formiranje 20m dugih kutnih zavara u jednom potezu i smanjio stupanj deformacije za 2/3. GE je razvio hibridni sistem zavarivanja laser-lučnim vlaknima sa maksimalnom izlaznom snagom od 20 kW za zavarivanje nosača aviona USS Saratoga, uštedeći 800 tona metala za zavarivanje i smanjenje radnih sati za 80%, kao što je prikazano na slici 3. CSSC 725 usvaja 20kW fiber laser visoke snage lasersko-lučni hibridni sistem zavarivanja, koji može smanjiti deformaciju zavarivanja za 60% i povećati efikasnost zavarivanja za 300%. Shanghai Waigaoqiao Brodogradilište koristi 16kW laserski laser visoke snage lasersko-lučni hibridni sistem zavarivanja. Proizvodna linija usvaja novu procesnu tehnologiju laserskog hibridnog zavarivanja + MAG zavarivanja kako bi se postiglo jednostrano jednoprolazno zavarivanje i dvostrano oblikovanje čeličnih ploča debljine 4-25 mm. Lasersko-lučno hibridno zavarivanje velike snage široko se koristi u oklopnim vozilima. Njegove karakteristike zavarivanja su: zavarivanje složenih metalnih konstrukcija velike debljine, niska cijena i visoka efikasna proizvodnja.
Slika 3. USS Sara Toga nosač aviona
Tehnologija hibridnog lasersko-lučnog zavarivanja velike snage u početku je primijenjena u nekim industrijskim poljima i postaće važno sredstvo za efikasnu proizvodnju velikih konstrukcija srednje i velike debljine zidova. Trenutno nedostaju istraživanja o mehanizmu lasersko-lučnog hibridnog zavarivanja velike snage, koji treba dodatno ojačati, kao što je interakcija između fotoplazme i luka i interakcija između luka i rastopljenog bazena. Još uvijek postoje mnogi neriješeni problemi u visokom lasersko-lučnom hibridnom procesu zavarivanja, kao što su uzak procesni prozor, neujednačena mehanička svojstva strukture zavara i komplikovana kontrola kvaliteta zavarivanja. Kako se izlazna snaga industrijskih lasera postupno povećava, tehnologija hibridnog lasersko-lučnog zavarivanja velike snage će se brzo razvijati, a niz novih tehnologija laserskog hibridnog zavarivanja će se nastaviti pojavljivati. Lokalizacija, velika i inteligentnost bit će važni trendovi u razvoju opreme za lasersko zavarivanje velike snage u budućnosti.
Vrijeme objave: Apr-24-2024
