01 Storosios plokštės lazerinis lankinis hibridinis suvirinimas
Storosios plokštės (storis ≥ 20 mm) suvirinimas vaidina pagrindinį vaidmenį gaminant didelę įrangą tokiose svarbiose srityse kaip aviacija, navigacija ir laivų statyba, geležinkelių transportas ir kt. Šie komponentai paprastai pasižymi dideliu storiu, sudėtingomis jungčių formomis ir sudėtingu aptarnavimu. aplinkos. Suvirinimo kokybė turi tiesioginės įtakos įrangos veikimui ir tarnavimo laikui. Dėl lėto suvirinimo greičio ir rimtų purslų problemų, tradicinis ekranuoto suvirinimo dujomis metodas susiduria su tokiais iššūkiais kaip mažas suvirinimo efektyvumas, didelės energijos sąnaudos ir didelis liekamasis įtempis, todėl sunku patenkinti vis didėjančius gamybos reikalavimus. Tačiau hibridinio suvirinimo lazeriu technologija skiriasi nuo tradicinės suvirinimo technologijos. Jis sėkmingai derina privalumussuvirinimas lazeriuir lankinio suvirinimo, pasižymi dideliu įsiskverbimo gyliu, dideliu suvirinimo greičiu, dideliu efektyvumu ir geresne suvirinimo kokybe, kaip parodyta 1 paveiksle. Todėl ši technologija sulaukė didelio dėmesio ir buvo pradėta taikyti kai kuriose pagrindinėse srityse.
1 pav. Hibridinio suvirinimo lazeriu principas
02Lazerinio lankinio hibridinio storų plokščių suvirinimo tyrimai
Norvegijos pramonės technologijos institutas ir Lule technologijos universitetas Švedijoje tyrė kompozitinių suvirintų jungčių, kurių galia mažesnė nei 15 kW, struktūrinį vienodumą 45 mm storio mikro legiruotojo didelio stiprumo mažai legiruoto plieno. Osakos universitetas ir Egipto Centrinis metalurgijos tyrimų institutas naudojo 20 kW galios skaidulinį lazerį, kad atliktų storų plokščių (25 mm) vieno praėjimo lazerio lankinio hibridinio suvirinimo proceso tyrimus, naudojant dugno įdėklą, kad išspręstų dugno kupros problemą. Danish Force Technology Company nuosekliai panaudojo du 16 kW diskinius lazerius, kad atliktų hibridinio 40 mm storio plieno plokščių suvirinimo 32 kW galios tyrimus, o tai rodo, kad didelės galios lazerinis lankinis suvirinimas turėtų būti naudojamas suvirinant vėjo jėgainių bokštą jūroje. , kaip parodyta 2 paveiksle. Harbin Welding Co., Ltd. yra pirmoji šalyje, kuri įvaldo pagrindines didelės galios kietųjų medžiagų technologijas ir įrangos integravimo technologiją suvirinimas lazeriu lydantis elektrodas, hibridinis šilumos šaltinio suvirinimas. Tai pirmas kartas, kai savo šalyje sėkmingai pritaikysiu didelės galios kietojo lazerinio dviejų laidų lydančio elektrodo lankinio suvirinimo technologiją ir įrangą aukščiausios klasės įrangai. gamyba.
2 pav. Lazerio įrengimo išdėstymo schema
Pagal dabartinę storų plokščių suvirinimo lazeriu lankiniu būdu tyrimų būklę namuose ir užsienyje, galima pastebėti, kad lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo metodo ir siauro tarpo griovelio derinys gali suvirinti storas plokštes. Kai lazerio galia padidėja iki daugiau nei 10 000 vatų, apšvitinant didelės energijos lazeriu, medžiagos garavimo elgsena, lazerio ir plazmos sąveikos procesas, stabili išlydyto baseino srauto būsena, šilumos perdavimo mechanizmas ir suvirinimo siūlės metalurginis elgesys Pasikeis įvairaus laipsnio. Kai galia padidės iki daugiau nei 10 000 vatų, padidėjus galios tankiui sustiprės garavimo laipsnis šalia mažos skylės, o atatrankos jėga tiesiogiai paveiks mažos skylės stabilumą ir išlydyto baseino srautą, taip paveikdamas suvirinimo procesą. Pakeitimai turi nemenką įtaką lazerio ir jo kompozitinio suvirinimo procesų įgyvendinimui. Šie būdingi reiškiniai suvirinimo procese tiesiogiai arba netiesiogiai tam tikru mastu atspindi suvirinimo proceso stabilumą ir netgi gali nulemti suvirinimo kokybę. Dviejų šilumos šaltinių lazerio ir lanko sujungimo efektas gali priversti du šilumos šaltinius visiškai išnaudoti savo charakteristikas ir pasiekti geresnių suvirinimo efektų nei suvirinant vienu lazeriu ir lankiniu suvirinimu. Palyginti su autogeninio suvirinimo lazeriu metodu, šio suvirinimo metodo pranašumai yra stiprus tarpo pritaikymas ir didelis suvirinimo storis. Palyginti su siauro tarpo lazerinio laido užpildymo storų plokščių suvirinimo metodu, jis turi aukšto vielos lydymosi efektyvumo ir gero griovelio suliejimo efekto pranašumus. . Be to, lazerio pritraukimas prie lanko padidina lanko stabilumą, todėl hibridinis suvirinimas lazeriu ir lanku tampa greitesnis nei tradicinis lankinis suvirinimas.lazerinio užpildo vielos suvirinimas, su gana dideliu suvirinimo efektyvumu.
03 Didelės galios lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo programa
Didelės galios lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo technologija plačiai naudojama laivų statybos pramonėje. „Meyer Shipyard“ Vokietijoje sukūrė 12 kW galios CO2 lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo gamybos liniją, skirtą suvirinti korpuso plokščias plokštes ir standiklius, kad vienu ypu būtų suformuotos 20 m ilgio suvirinimo siūlės ir 2/3 sumažintas deformacijos laipsnis. GE sukūrė pluoštinio lazerio ir lankinio hibridinio suvirinimo sistemą, kurios maksimali išėjimo galia yra 20 kW, kad suvirintų USS Saratoga lėktuvnešį, sutaupydama 800 tonų suvirinto metalo ir sumažindama žmogaus darbo valandas 80 %, kaip parodyta 3 paveiksle. CSSC 725 naudoja 20 kW skaidulinio lazerio didelės galios lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo sistema, kuri gali sumažinti suvirinimo deformaciją 60% ir padidinti suvirinimo efektyvumas 300%. Šanchajaus Waigaoqiao laivų statykloje naudojama 16 kW galios pluošto lazerinė didelės galios lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo sistema. Gamybos linija naudoja naują lazerinio hibridinio suvirinimo + MAG suvirinimo proceso technologiją, kad būtų pasiektas vienpusis vienpusis suvirinimas ir dvipusis 4–25 mm storio plieno plokščių formavimas. Didelės galios lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo technologija plačiai naudojama šarvuotose transporto priemonėse. Jo suvirinimo charakteristikos yra: didelio storio sudėtingų metalinių konstrukcijų suvirinimas, maža kaina ir didelio efektyvumo gamyba.
3 pav. USS Sara Toga lėktuvnešis
Didelės galios lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo technologija iš pradžių buvo pritaikyta kai kuriose pramonės srityse ir taps svarbia priemone efektyviai gaminant dideles, vidutinio ir didelio sienelių storio konstrukcijas. Šiuo metu trūksta tyrimų apie didelio galingumo lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo mechanizmą, kurį reikia toliau stiprinti, pavyzdžiui, fotoplazmos ir lanko sąveiką bei lanko ir išlydyto baseino sąveiką. Didelės galios lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo procese vis dar yra daug neišspręstų problemų, tokių kaip siauras proceso langas, netolygios suvirinimo struktūros mechaninės savybės ir sudėtinga suvirinimo kokybės kontrolė. Palaipsniui didėjant pramoninio lygio lazerių išėjimo galiai, sparčiai vystysis didelės galios lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo technologija, ir toliau atsiras įvairių naujų hibridinio lazerinio suvirinimo technologijų. Lokalizavimas, didelio masto ir intelektualizavimas bus svarbios didelės galios lazerinio suvirinimo įrangos kūrimo tendencijos ateityje.
Paskelbimo laikas: 2024-04-24
