01 Vastaglemezes lézer-íves hibrid hegesztés
A vastaglemezes hegesztés (vastagság ≥ 20 mm) kulcsfontosságú szerepet játszik a nagyméretű berendezések gyártásában olyan fontos területeken, mint a repülőgépipar, a navigáció és a hajógyártás, a vasúti szállítás stb. Ezeket az alkatrészeket általában nagy vastagság, összetett kötési formák és komplex szolgáltatás jellemzi. környezetek. A hegesztés minősége közvetlen hatással van a berendezés teljesítményére és élettartamára. A lassú hegesztési sebesség és a súlyos fröcskölési problémák miatt a hagyományos védőgázas hegesztési módszer olyan kihívásokkal néz szembe, mint az alacsony hegesztési hatékonyság, a magas energiafogyasztás és a nagy maradékfeszültség, ami megnehezíti az egyre növekvő gyártási követelmények teljesítését. A lézeríves hibrid hegesztési technológia azonban eltér a hagyományos hegesztési technológiától. Sikeresen egyesíti az előnyeitlézeres hegesztésés ívhegesztés, és jellemzői a nagy behatolási mélység, a gyors hegesztési sebesség, a nagy hatékonyság és a jobb hegesztési minőség, amint azt az 1. ábra mutatja. Ezért ez a technológia széles körben felkeltette a figyelmet, és néhány kulcsfontosságú területen elkezdték alkalmazni.
1. ábra A lézeríves hibrid hegesztés elve
02Vastag lemezek lézeríves hibrid hegesztésének kutatása
A Norvég Ipari Technológiai Intézet és a svéd Lulei Műszaki Egyetem 15 kW alatti kompozit hegesztett kötések szerkezeti egyenletességét vizsgálta 45 mm vastag mikroötvözött, nagy szilárdságú gyengén ötvözött acél esetén. Az Oszakai Egyetem és az egyiptomi Központi Kohászati Kutatóintézet 20 kW-os szálas lézert használt a vastag (25 mm-es) lemezek egymenetes lézeríves hibrid hegesztési eljárásának kutatására, fenékbéléssel megoldva az alsó púp problémáját. A Danish Force Technology Company két 16 kW-os tárcsás lézert használt sorozatban, hogy kutatásokat végezzen 40 mm vastag acéllemezek hibrid hegesztéséről 32 kW-on, jelezve, hogy a nagy teljesítményű lézeríves hegesztést várhatóan a tengeri szélerőművek alaphegesztésénél fogják alkalmazni. , ahogy a 2. ábra is mutatja. A Harbin Welding Co., Ltd. az országban elsőként sajátította el a nagy teljesítményű szilárd lézer-olvadóelektródos ívhibrid hőforrásos hegesztés alapvető technológiáját és berendezésintegrációs technológiáját. Ez az első alkalom, hogy országomban sikeresen alkalmazzuk a nagy teljesítményű szilárd lézer-kéthuzalos olvasztóelektródos ívhibrid hegesztési technológiát és berendezéseket csúcskategóriás berendezésekben. gyártás.
2. ábra Lézeres telepítés elrendezési diagramja
A vastaglemezek lézeríves hibrid hegesztésének jelenlegi hazai és külföldi kutatási állása szerint látható, hogy a lézeríves hibrid hegesztési módszer és a keskeny hézagú horony kombinációjával vastag lemezek hegesztése is elérhető. Ha a lézerteljesítmény 10 000 watt fölé emelkedik, nagy energiájú lézer besugárzása esetén az anyag párolgási viselkedése, a lézer és a plazma kölcsönhatási folyamata, az olvadt medence áramlásának stabil állapota, a hőátadási mechanizmus és a hegesztési varrat metallurgiai viselkedése Változások különböző mértékben történnek. Ahogy a teljesítmény 10 000 watt fölé nő, a teljesítménysűrűség növekedése fokozza a párolgás mértékét a kis lyuk közelében, és a visszarúgási erő közvetlenül befolyásolja a kis lyuk stabilitását és az olvadt medence áramlását, ezáltal befolyásolja a hegesztési folyamatot. A változtatások nem elhanyagolható hatással vannak a lézer és kompozit hegesztési folyamatainak megvalósítására. Ezek a jellemző jelenségek a hegesztési folyamatban közvetve vagy közvetlenül tükrözik bizonyos mértékig a hegesztési folyamat stabilitását, sőt a varrat minőségét is meghatározhatják. A két hőforrás, a lézer és az ív összekapcsoló hatása arra készteti a két hőforrást, hogy teljes mértékben kijátssza saját jellemzőit, és jobb hegesztési hatást érjen el, mint az egyszeri lézeres hegesztés és az ívhegesztés. A lézeres autogén hegesztési módszerhez képest ennek a hegesztési módszernek az előnyei az erős hézagok alkalmazkodóképessége és a nagy hegeszthető vastagság. A vastag lemezek keskeny hézagú lézerhuzaltöltő hegesztési módszeréhez képest előnye a magas huzalolvadási hatékonyság és a jó horonyfúziós hatás. . Ezenkívül a lézer vonzása az ívhez növeli az ív stabilitását, így a lézer-ív hibrid hegesztés gyorsabb, mint a hagyományos ívhegesztés, ill.lézeres töltőhuzalhegesztés, viszonylag magas hegesztési hatásfokkal.
03 Nagy teljesítményű lézeríves hibrid hegesztési alkalmazás
A nagy teljesítményű lézeríves hibrid hegesztési technológiát széles körben használják a hajóépítő iparban. A németországi Meyer Hajógyár 12 kW-os CO2 lézer-íves hibrid hegesztő gyártósort hozott létre a hajótest lapos lemezeinek és merevítőinek hegesztésére, hogy egy menetben 20 m hosszú sarokvarratokat hozzon létre, és 2/3-ával csökkentse a deformáció mértékét. A GE kifejlesztett egy szálas lézer-íves hibrid hegesztőrendszert 20 kW maximális kimeneti teljesítménnyel az USS Saratoga repülőgép-hordozó hegesztésére, így 800 tonna hegesztett fémet takarít meg, és 80%-kal csökkenti a munkaórát, ahogy az a 3. ábrán látható. A CSSC 725 egy 20 kW-os szálas lézeres nagy teljesítményű lézer-ív hibrid hegesztőrendszer, amely 60%-kal csökkenti a hegesztési deformációt és 300%-kal növeli a hegesztési hatékonyságot. A Shanghai Waigaoqiao Hajógyár 16 kW-os szálas lézeres, nagy teljesítményű lézeríves hibrid hegesztőrendszert használ. A gyártósor a lézeres hibrid hegesztés + MAG hegesztés új eljárási technológiáját alkalmazza az egyoldali egymenetes hegesztés és a 4-25 mm vastag acéllemezek kétoldalas alakítása érdekében. A nagy teljesítményű lézeríves hibrid hegesztési technológiát széles körben használják páncélozott járművekben. Hegesztési jellemzői: nagy vastagságú összetett fémszerkezetek hegesztése, alacsony költség, nagy hatékonyságú gyártás.
3. ábra: USS Sara Toga repülőgép-hordozó
A nagy teljesítményű lézer-íves hibrid hegesztési technológiát kezdetben néhány ipari területen alkalmazták, és fontos eszköze lesz a közepes és nagy falvastagságú, nagyméretű szerkezetek hatékony gyártásának. Jelenleg hiányoznak a kutatások a nagy teljesítményű lézer-ív hibrid hegesztés mechanizmusáról, amelyet tovább kell erősíteni, mint például a fotoplazma és az ív kölcsönhatása, valamint az ív és az olvadt medence kölcsönhatása. A nagy teljesítményű lézeríves hibrid hegesztési eljárásban még mindig sok megoldatlan probléma van, mint például a keskeny folyamatablak, a hegesztési szerkezet egyenetlen mechanikai tulajdonságai és a bonyolult hegesztési minőség-ellenőrzés. Ahogy az ipari minőségű lézerek kimenő teljesítménye fokozatosan növekszik, a nagy teljesítményű lézeríves hibrid hegesztési technológia gyorsan fejlődik, és számos új lézeres hibrid hegesztési technológia fog megjelenni. A jövőben a nagy teljesítményű lézerhegesztő berendezések fejlesztésének fontos trendje lesz a lokalizáció, a nagy léptékű és intelligensebbé tétel.
Feladás időpontja: 2024.04.24
