01 Лазерно-дъгово композитно заваряване на дебели пластини
Заваряването на дебела плоча (с дебелина по-голяма или равна на 20 mm) в аерокосмическата промишленост, морските съдове, железопътния транспорт и други важни области на производството на голямо оборудване играе ключова роля. Тези компоненти обикновено се характеризират с голяма дебелина, сложни форми на съединения и работна среда. Качеството на заваряване има пряко влияние върху работата и живота на оборудването. Традиционните методи за заваряване в защитен газ имат предизвикателства като ниска ефективност на заваряване, висока консумация на енергия и високи остатъчни напрежения поради бавни скорости на заваряване и сериозни проблеми с пръскане, което затруднява посрещането на непрекъснато нарастващите производствени изисквания. Технологията за лазерно-дъгово композитно заваряване обаче е различна от традиционната технология за заваряване по това, че успешно интегрира предимствата на лазерното заваряване и електродъговото заваряване и се характеризира с голяма дълбочина на топене, бърза скорост на заваряване, висока ефективност и по-добро качество на заварката, както е показано на фигура 1. Следователно тази технология привлече широко внимание и започна да се прилага в някои ключови области.
02 Изследване на лазерно-дъгово композитно заваряване на дебела плоча
Норвежкият институт по индустриални технологии и Шведският университет за наука и технологии Луле за микролегирана нисколегирана стомана с висока якост с дебелина 45 mm, изследване на случай на 15kW на еднородна организация на композитни заварени съединения. Университетът в Осака и Египетският централен институт по металургия използват 20kW фибролазер, за да извършат изследване на процеса на еднопроходно лазерно дъгово заваряване с дебела плоча (25 mm), използвайки дъното на долната облицовка за решаване на проблема с долната гърбица. Датската компания Force Technology използва два 16 kW дискови лазера в серия, за да извърши 32kW случай на композитно заваряване на стоманена плоча с дебелина 40 mm, което показва, че високомощното лазерно дъгово заваряване се очаква да се използва при заваряване на офшорни вятърни кули, тъй като показано на фигура 2. Ha заваряване в първия, който овладява високомощния твърд лазер - електродъгова композитна електродъгова композитна технология за заваряване на ядрото и технология за интегриране на оборудването, първият успешен високомощен твърд лазер - двужилно електродъгово композитно заваряване технология и оборудване за китайската индустрия за производство на оборудване от висок клас.
Съгласно състоянието на изследването на лазерно дъгово заваряване на дебела плоча у дома и в чужбина може да се види, методът на лазерно дъгово композитно заваряване и комбинацията от скосени тесни междини могат да реализират заваряването на дебела плоча. Когато мощността на лазера се увеличи до повече от 10,000 вата, под облъчването на високоенергиен лазер, поведението на изпаряване на материала, процесът на взаимодействие между лазера и плазмата, стабилното състояние на разтопения басейн потокът, механизмът за пренос на топлина и металургичното поведение на заваръчния шев ще претърпят различна степен на промяна. С увеличаването на мощността до повече от 10,000 вата, увеличаването на плътността на мощността ще увеличи степента на изпарение в района близо до малкия отвор, като силата на отката директно влияе върху малкия отвор и стабилността на потокът от разтопен басейн, като по този начин води до промяна в процеса на заваряване, прилагането на лазера и неговия процес на заваряване на композитни материали има незначително въздействие. Тези характеристики на феномена на процеса на заваряване в известна степен пряко или косвено отразяват стабилността на процеса на заваряване и дори могат да определят качеството на заваръчния шев. Ефектът на свързване на двата източника на топлина, лазер и дъга, може да накара двата източника на топлина да се възползват напълно от собствените си характеристики, за да се получи по-добър ефект от едно лазерно заваряване и електродъгово заваряване. Направете метода на заваряване и метода на лазерно самотопящо се заваряване в сравнение с адаптивността на междината и заваряемата дебелина и други предимства, в сравнение с метода за заваряване на лазерна тел за пълнене с тясна междина за дебела плоча има висока ефективност на топене на тел и добър ефект на сливане на скосяване и други предимства . В допълнение, привличането на лазера към дъгата подобрява стабилността на дъгата, което прави лазерно-дъговото хибридно заваряване по-бързо от традиционното електродъгово заваряване и заваряване с лазерна тел за пълнене, с относително висока ефективност на заваряване.
Лазерно-дъгово хибридно заваряване
03 Приложения за високомощно лазерно-дъгово хибридно заваряване
Високомощната лазерно-дъгова композитна заваръчна технология има широк спектър от приложения в морската индустрия. Германия Корабостроителницата Meyer ще установи производствена линия за 12kW CO2 лазер - електродъгово композитно заваряване, за заваряване на корпуса на плоска плоча и арматурни пръти, за постигане на 20-метрово формиране на ъглови заварки, степента на деформация е намалена с 2/3. GE разработи фибролазерно-дъгова композитна система за заваряване, максимална изходна мощност от 20kW, заваряване на американските самолетоносачи Sara toga, спестяване на 800 тона заваръчен метал, намаляване на 80% от човекочасовете. 80% от работното време, както е показано на фигура 3. CSBC 725 използва 20kW фибролазерна високомощна лазерно-дъгова композитна система за заваряване, която може да намали деформацията при заваряване с 60% и да увеличи ефективността на заваряване с 300%. Корабостроителницата Shanghai Waigaoqiao приема 16kW фибролазер с висока мощност лазерно - електродъгова композитна система за заваряване, производствената линия приема лазерно композитно заваряване + MAG заваряване нова технология за постигане на 4-25 mm дебела стоманена плоча за заваряване едностранно едностранно проходна заварка двустранно формоване. Технологията за високомощна лазерно-дъгова композитна заварка в бронирани превозни средства има широк спектър от приложения, нейните заваръчни характеристики: голяма дебелина на заваряване на сложна метална конструкция, по-ниска цена, висока ефективност на производството.
Технологията за високомощна лазерно-дъгова композитна заварка първоначално се прилага в редица индустриални сектори и ще се превърне във важно средство за ефективно производство на големи конструкции със средна и голяма дебелина на стената. Понастоящем липсват изследвания върху механизма на високомощно лазерно-дъгово композитно заваряване, което трябва да бъде допълнително укрепено, като например взаимодействието между фототропната плазма и дъгата и взаимодействието между дъгата и разтопения басейн . Процесът на високомощно лазерно дъгово композитно заваряване все още съществува в много нерешени проблеми, като тесен прозорец на процеса, организация на заваръчните шевове и механични свойства на нееднородност, контролът на качеството на заваряване е по-сложен. С постепенното увеличаване на изходната мощност на лазера от промишлен клас, технологията за лазерно дъгово композитно заваряване с висока мощност ще се развие бързо, разнообразие от нови технологии за лазерно композитно заваряване ще продължи да се появява. Локализацията, мащабното, интелигентно ще бъде бъдещото развитие на високомощно лазерно заваръчно оборудване е важна тенденция.
