01 Лазерно-дугове композитне зварювання товстих пластин
Зварювання товстих листів (товщина більше або дорівнює 20 мм) в аерокосмічній галузі, морських судах, залізничному транспорті та інших важливих сферах виробництва великогабаритного обладнання відіграє ключову роль. Ці компоненти зазвичай характеризуються великою товщиною, складними формами з’єднань і робочим середовищем. Якість зварювання безпосередньо впливає на продуктивність і термін служби обладнання. Традиційні методи зварювання в захисному газі мають такі проблеми, як низька ефективність зварювання, високе споживання енергії та високі залишкові напруги через повільну швидкість зварювання та серйозні проблеми з розбризкуванням, що ускладнює виконання постійно зростаючих вимог до виробництва. Однак технологія лазерно-дугового композитного зварювання відрізняється від традиційної технології зварювання тим, що вона успішно поєднує переваги лазерного зварювання та дугового зварювання та характеризується великою глибиною плавлення, високою швидкістю зварювання, високою ефективністю та кращою якістю зварювання, як показано на малюнку 1. Тому ця технологія привернула широку увагу та почала застосовуватися в деяких ключових областях.
02 Дослідження лазерно-дугового композитного зварювання товстих пластин
Норвезький інститут промислових технологій і Шведський науково-технічний університет Луле для мікролегованої високоміцної низьколегованої сталі товщиною 45 мм, дослідження однорідності організації композиційного зварного з’єднання у випадку 15 кВт. Університет Осаки та Єгипетський центральний інститут металургії використовують волоконний лазер потужністю 20 кВт, щоб провести дослідження процесу однопрохідного лазерного дугового композитного зварювання товстої пластини (25 мм), використовуючи нижню частину нижнього вкладиша для вирішення проблеми нижнього горба. Данська компанія Force Technology використала два дискові лазери потужністю 16 кВт у серії, щоб провести дослідження процесу композитного зварювання сталевих листів товщиною 40 мм, що вказує на те, що високопотужне лазерно-дугове зварювання, як очікується, використовуватиметься в зварювальних роботах вітряних електростанцій, оскільки показано на малюнку 2. Ha зварювання в першому, хто освоїв високопотужний твердотільний лазер - плавлений електрод дугового композитного джерела тепла технологія зварювання серцевини та технологія інтеграції обладнання, перший успішний високопотужний твердотільний лазер - дводротовий плавлений електрод дугового композитного зварювання технологія та обладнання для китайської індустрії виробництва високоякісного обладнання.
Відповідно до статусу дослідження лазерно-дугового композитного зварювання товстої пластини вдома та за кордоном можна побачити, що метод лазерно-дугового композитного зварювання та комбінація скошених вузьких зазорів можуть реалізувати зварювання товстої пластини. Коли потужність лазера збільшується до понад 10,000 Вт під дією високоенергетичного лазера, поведінка випаровування матеріалу, процес взаємодії між лазером і плазмою, стаціонарний стан розплавленої ванни потік, механізм теплопередачі та металургійна поведінка зварного шва зазнають різного ступеня змін. Зі збільшенням потужності до понад 10,000 Вт, збільшення щільності потужності збільшить ступінь пароутворення в області біля малого отвору, в результаті чого сила віддачі безпосередньо впливає на малий отвір і стабільність течія розплавленої ванни, таким чином викликаючи зміни в процесі зварювання, впровадження лазера та процесу зварювання його композиту має незначний вплив. Ці характеристики явища процесу зварювання певною мірою прямо чи опосередковано відображають стабільність процесу зварювання і навіть можуть визначати якість зварювання. Ефект зв’язку двох джерел тепла, лазера та дуги, може змусити два джерела тепла повністю використовувати свої власні характеристики, щоб отримати кращий ефект зварювання, ніж одне лазерне та дугове зварювання. Зробіть метод зварювання та метод лазерного самоплавкого зварювання порівняно з адаптивністю зазору та зварюваною товщиною та іншими перевагами, у порівнянні з методом зварювання лазерним наповнювачем дроту з вузьким зазором для товстої пластини має високу ефективність плавлення дроту та хороший ефект плавлення скосу та інші переваги . Крім того, тяжіння лазера до дуги підвищує стабільність дуги, завдяки чому лазерно-дугове гібридне зварювання швидше, ніж традиційне дугове зварювання та лазерне зварювання присадковим дротом, із відносно високою ефективністю зварювання.
Лазерно-дугове гібридне зварювання
03 Високопотужне лазерно-дугове гібридне зварювання
Технологія високопотужного лазерно-дугового композитного зварювання має широкий спектр застосувань у морській промисловості. Верф Meyer у Німеччині встановлює виробничу лінію для лазерного дугового композитного зварювання CO2 потужністю 12 кВт для зварювання корпусу плоского листа та арматурного стержня, щоб досягти формування кутового шва довжиною 20 метрів, ступінь деформації зменшується на 2/3. GE розробила волоконно-лазерно-дугову композитну систему зварювання, максимальна вихідна потужність 20 кВт, зварюючи американські авіаносці Sara Toga, заощаджуючи 800 тонн наплавленого металу, скорочуючи 80% людино-годин. 80% робочого часу, як показано на малюнку 3. CSBC 725 використовує високопотужну лазерно-дугову композитну систему зварювання волоконним лазером потужністю 20 кВт, яка може зменшити зварювальну деформацію на 60% і підвищити ефективність зварювання на 300%. Shanghai Waigaoqiao Shipyard використовує високопотужний волоконний лазер потужністю 16 кВт – систему дугового композитного зварювання, виробнича лінія використовує нову технологію процесу лазерного композитного зварювання + зварювання MAG, щоб досягти одностороннього одностороннього зварювання сталевих листів товщиною 4-25 мм. міні зварювання двостороннє формування. Технологія високопотужного лазерно-дугового композитного зварювання в бронетехніці має широкий спектр застосування, її особливості зварювання: велика товщина зварювання складних металоконструкцій, менша вартість, висока ефективність виготовлення.
Технологія високопотужного лазерно-дугового композитного зварювання спочатку застосовувалася в ряді галузей промисловості та стане важливим засобом ефективного виробництва великих конструкцій із середньою та великою товщиною стінок. На даний момент недостатньо досліджень щодо механізму високопотужного лазерно-дугового композитного зварювання, який потребує подальшого посилення, наприклад взаємодії між фототропною плазмою та дугою та взаємодії між дугою та розплавленою ванною. . Високопотужний лазерно-дуговий композитний процес зварювання все ще існує в багатьох невирішених питаннях, таких як вузьке вікно процесу, організація зварювання та механічні властивості нерівномірності, контроль якості зварювання є більш складним. З поступовим збільшенням вихідної потужності лазера промислового класу технологія високопотужного лазерно-дугового композитного зварювання буде швидко розвиватися, різноманітні нові технології лазерного композитного зварювання будуть продовжувати з’являтися. Локалізація, великомасштабний, інтелектуальний буде майбутній розвиток високопотужного лазерного зварювального обладнання є важливою тенденцією.
