01 Хибридно заваривање дебелих плоча ласерским луком
Заваривање дебелих плоча (дебљине ≥ 20 мм) игра кључну улогу у производњи велике опреме у важним областима као што су ваздухопловство, навигација и бродоградња, железнички саобраћај итд. Ове компоненте обично карактерише велика дебљина, сложени облици спојева и сложена радна окружења. Квалитет заваривања директно утиче на перформансе и век трајања опреме. Због мале брзине заваривања и озбиљних проблема са прскањем, традиционална метода заваривања у заштитном гасу суочава се са изазовима као што су ниска ефикасност заваривања, велика потрошња енергије и велики заостали напон, што отежава испуњавање све већих производних захтева. Међутим, хибридна технологија ласерског лука разликује се од традиционалне технологије заваривања. Она успешно комбинује предности...ласерско заваривањеи електролучно заваривање, и има карактеристике велике дубине продирања, велике брзине заваривања, високе ефикасности и бољег квалитета завара, као што је приказано на слици 1. Стога је ова технологија привукла широку пажњу и почела да се примењује у неким кључним областима.
Слика 1 Принцип хибридног ласерско-лучног заваривања
02Истраживање хибридног заваривања дебелих плоча ласерским луком
Норвешки институт за индустријску технологију и Технолошки универзитет Луле у Шведској проучавали су структурну униформност композитних заварених спојева под снагом од 15 kW за микролегирани високочврсти нисколегирани челик дебљине 45 mm. Универзитет у Осаки и Централни металуршки истраживачки институт у Египту користили су влакнасти ласер од 20 kW за истраживање хибридног процеса заваривања дебелих плоча са једним пролазом (25 mm), користећи доњу облогу за решавање проблема доњег избочења. Данска компанија Force Technology користила је два диск ласера од 16 kW у серији за истраживање хибридног заваривања челичних плоча дебљине 40 mm при снази од 32 kW, што указује да се очекује да ће се ласерско заваривање велике снаге користити у заваривању основа торњева ветроелектрана на мору, као што је приказано на слици 2. Harbin Welding Co., Ltd. је прва компанија у земљи која је савладала основну технологију и технологију интеграције опреме за хибридно заваривање са извором топлоте помоћу чврстог ласера и топљиве електроде велике снаге. Ово је први пут да се успешно примењује технологија и опрема за хибридно заваривање са чврстим ласером и двожичном топљивом електродом велике снаге на врхунску опрему у мојој земљи. производња.
Слика 2. Дијаграм распореда инсталације ласера
Према тренутном стању истраживања ласерско-лучног хибридног заваривања дебелих плоча у земљи и иностранству, може се видети да комбинација ласерско-лучне хибридне методе заваривања и уског жлеба може постићи заваривање дебелих плоча. Када се снага ласера повећа на више од 10.000 вати, под зрачењем високоенергетског ласера, понашање испаравања материјала, процес интеракције између ласера и плазме, стабилно стање тока растопљеног базена, механизам преноса топлоте и металуршко понашање завара. Промене ће се десити у различитом степену. Како се снага повећава на више од 10.000 вати, повећање густине снаге ће интензивирати степен испаравања у подручју близу малог отвора, а сила трзаја ће директно утицати на стабилност малог отвора и проток растопљеног базена, чиме ће утицати на процес заваривања. Промене имају незанемарљив утицај на примену ласера и његових композитних процеса заваривања. Ове карактеристичне појаве у процесу заваривања директно или индиректно одражавају стабилност процеса заваривања донекле, па чак могу и одредити квалитет завара. Ефекат спрезања два извора топлоте, ласера и лука, може учинити да два извора топлоте дају пуну слободу својим карактеристикама и постигну боље ефекте заваривања него код заваривања једним ласером и електролучног заваривања. У поређењу са методом аутогеног ласерског заваривања, ова метода заваривања има предности велике прилагодљивости зазора и велике дебљине заваривања. У поређењу са методом заваривања ласерским заваривањем жицом са уским зазором код дебелих плоча, има предности високе ефикасности топљења жице и доброг ефекта спајања жлебова. Поред тога, привлачење ласера луком побољшава стабилност лука, чинећи хибридно ласерско-лучно заваривање бржим од традиционалног електролучног заваривања.ласерско заваривање жицом за пуњење, са релативно високом ефикасношћу заваривања.
03 Примена хибридног заваривања ласерским луком велике снаге
Технологија хибридног ласерског лучног заваривања велике снаге се широко користи у бродоградњи. Бродоградилиште Мејер у Немачкој је успоставило производну линију за хибридно заваривање CO2 ласерским лучним заваривањем снаге 12 kW за заваривање равних плоча трупа и укрућивача како би се постигло формирање угаоних завара дужине 20 м одједном и смањио степен деформације за 2/3. Компанија GE је развила хибридни систем за заваривање влакнастим ласерским лучним заваривањем са максималном излазном снагом од 20 kW за заваривање носача авиона USS Saratoga, штедећи 800 тона метала завара и смањујући радне сате за 80%, као што је приказано на слици 3. CSSC 725 усваја хибридни систем за заваривање влакнастим ласерским лучним заваривањем велике снаге од 20 kW, који може смањити деформацију заваривања за 60% и повећати ефикасност заваривања за 300%. Бродоградилиште Шангај Ваигаоћао користи хибридни систем за заваривање влакнастим ласерским лучним заваривањем велике снаге од 16 kW. Производна линија усваја нову процесну технологију ласерског хибридног заваривања + МАГ заваривања како би се постигло једнострано једнопролазно заваривање и двострано обликовање челичних плоча дебљине 4-25 мм. Технологија хибридног ласерског заваривања велике снаге се широко користи у оклопним возилима. Њене карактеристике заваривања су: заваривање сложених металних конструкција велике дебљине, ниска цена и високоефикасна производња.
Слика 3. Носач авиона USS Sara Toga
Технологија хибридног заваривања ласерским лучним системом велике снаге првобитно је примењена у неким индустријским областима и постаће важно средство за ефикасну производњу великих структура са средњим и великим дебљинама зидова. Тренутно недостају истраживања о механизму хибридног заваривања ласерским лучним системом велике снаге, који је потребно додатно ојачати, као што је интеракција између фотоплазме и лука и интеракција између лука и растопљеног базена. Још увек постоји много нерешених проблема у процесу хибридног заваривања ласерским лучним системом велике снаге, као што су уски процесни прозор, неуједначена механичка својства заварене структуре и компликована контрола квалитета заваривања. Како се излазна снага индустријских ласера постепено повећава, технологија хибридног заваривања ласерским лучним системом велике снаге ће се брзо развијати и наставиће се појављивати разне нове технологије хибридног заваривања ласерским лучним системом. Локализација, велике размере и интелигенција биће важни трендови у развоју опреме за ласерско заваривање велике снаге у будућности.
Време објаве: 24. април 2024.
