Лазерното хибридно заваряване (LHW), като усъвършенстван процес на заваряване, органично комбинира високоенергиен лазер с източник на електрическа дъга (обикновено известен като MIG-заваряване на газов метал, маг-активиран газ (MAG) заваряване и TIG-волфрам-и-и-интров газ (TIG)). По време на процеса на заваряване тези два източника на топлина са точно синергизирани в размерите на времето и пространството. Високоенергийният лазер със своята изключително висока енергийна плътност бързо стопява основния материал и създава малък ефект на дупка, докато източникът на топлина на дъгата запълва и разширява разтопения пул, като използва високия си капацитет за проникване. Двамата се допълват взаимно, за да подобрят значително качеството и ефективността на заваряването, пробивайки ограниченията на традиционните единични методи за заваряване.
1. Основните компоненти
1) Лазер
-Проника лазер: С висока ефективност, добро качество на лъча, лесна поддръжка и други изключителни предимства, широко използвани в съвременното лазерно композитно заваряване. Неговата компактна структура и гъвкав режим на предаване, лесен за интегриране в автоматизираната система за заваряване.
-Co₂ Лазер: С дълга история и стабилен мощност, той все още има важни приложения в някои специфични индустриални полета, като например дебело заваряване на плочи и други сценарии.
2) ARC системи
-MIG\/MAG: Поради бързата скорост на заваряване и високата скорост на отлагане, той е особено подходящ за заваряване на средни и дебели материали на плочата и може ефективно да подобри ефективността на производството, като същевременно гарантира качеството на заваряване.
-Tig: Със своята стабилност на дъгата, прецизност на процеса на заваряване и контролируеми характеристики, той се превърна в предпочитания избор в полето на прецизно заваряване и обикновено се използва за заваряване на тънки плочи и компоненти с изключително високи изисквания за качество на заваряването.
3) Механизъм за хранене на тел
По време на процеса на заваряване механизмът за хранене на тел запълва жицата точно и синхронно. Чрез разумно контролиране на скоростта и ъгъла на хранене на тел, той може ефективно да подобри качеството на геометрията и формоването на заваръчния шев и да гарантира здравината и плътността на заваръчния шев.
4) Система за управление
Усъвършенстваната система за управление следи и регулира лазерната мощност, тока на дъгата, скоростта на заваряване и други ключови параметри в реално време. Със сензорната технология и интелигентните алгоритми, според обратната връзка в реално време в процеса на заваряване, динамично оптимизирайте синергичния ефект на двата източника на топлина, за да гарантирате стабилността и консистенцията на процеса на заваряване.
5) Система за охлаждане
Системата за охлаждане непрекъснато охлажда лазерния, дъгов заваръчен пистолет и други ключови компоненти, за да се предотврати прегряването на оборудването поради дългогодишна работа с високо натоварване. Стабилното охлаждане гарантира надеждността и експлоатационния живот на производителността на оборудването и е важна подкрепа за поддържане на стабилната работа на заваръчната система.
2. Уникалните предимства
1) Висока ефективност и икономия на енергия
В сравнение с традиционното дъгово заваряване, скоростта на лазерно композитно заваряване значително се увеличава с 30% - 50%. В единицата времето може да завърши повече заваръчни работи, като значително подобрява производителността. В същото време използването на енергията му е по -голямо, потреблението на енергия е значително намалено, в съответствие с нуждите на развитието на съвременното индустриално зелено производство.
2) Висококачествен заваръчен шев
Голямо съотношение на дълбочината към ширината: Той може да достигне невероятно 10: 1, което може да реализира по-дълбока дълбочина на сливането, като същевременно поддържа по-тясна ширина на заваряването и намалявайки топлинната зона на основния материал.
-Мод изкривяване на топлина: Прецизно управление на източника на топлина и бързото заваряване значително намалява степента на изкривяване на топлина на заварената структура, което е от решаващо значение за заваръчните части със строги изисквания за точност на размерите.
-Дефекти без дефекти: Ефектът на синергичния източник на топлина ефективно намалява генерирането на дефекти като порьозност и пукнатини в заваряването и подобрява вътрешното качество и механичните свойства на заваряването.
3) Силна адаптивност
Широка гама от заваряващи материали: покритие на стомана, алуминий, титан и други метални материали, независимо дали става въпрос за обикновена конструктивна стомана или аерокосмическо поле от титанови сплав от висок клас, лазерното композитно заваряване може да покаже добри заваръчни характеристики.
-Слово толеранс към пропастта на монтажа: Способен да се адаптира към пропастта на сглобяването на 0. 5 - 1 mm, намалявайки изискванията за прецизност на монтажа на заваряването и подобряване на удобството и гъвкавостта на производството.
4) Икономика
Въпреки сравнително високата цена на придобиването на оборудване в ранния етап, в дългосрочен план, поради ефективната си скорост на заваряване, минимална преработка и ниско потребление на енергия, това може значително да намали общите производствени разходи, със значителни икономически предимства.
3. Типични приложения
1) Производство на автомобили
В заваряването на тялото на Tesla Motors, лазерно - MIG композитно заваряване свети. Той осъзнава връзката на тялото с висока якост, ефективно намалява броя на части от структурата на тялото, не само подобрява общата сила и безопасност на тялото, но също така намалява теглото на автомобила чрез лек дизайн, подобрява енергийната ефективност и тласка автомобилната индустрия да се развива в посока на по-ефективна и по-екологична.
2) Аерокосмическото пространство
Заваряването на кожата на крилото на Airbus A380 приема лазерна композитна технология за заваряване. Тази технология успешно е решила проблема с лесната деформация на заваряването с тънки стени и като гарантира структурната якост и аеродинамичните характеристики на крилото, тя отговаря на строгите изисквания на аерокосмическото поле за висока прецизност и висока надеждност на части и осигурява ключова технологична подкрепа за леката и високоефективна проектиране на аерокосмическите превозни средства.
3) Корабостроителна тежка индустрия
За дебелата стоманена плоча с повече от 20 мм, често използвана при корабостроенето, лазерното композитно заваряване може да реализира проникване на еднопроходни заварки, заменяйки традиционния много пропаст за заваряване на дъга. Тази промяна значително съкращава времето за заваряване, намалява деформацията на заваряването, подобрява производителността и качеството на заваряване на корабостроенето и повишава общата стабилност и надеждността на корабните конструкции.
4) Нова енергия
Пакет за захранване на батерията: В захранването на батерията за захранване на нови енергийни превозни средства лазерното композитно заваряване гарантира, че запечатването и безопасността на батерията по силата на точния си контрол на енергията и висококачественото заваряване на заваряване, ефективно предотвратявайки електролита да изтича и външни примеси от нахлуване и удължаване на експлоатационния живот на батерията.
-Нядрен тръбопровод за електроцентрала: Използва се за ремонт на тръбопроводи за атомни електроцентрали, технологията може да бъде в сложни условия на труд и високи стандарти за безопасност, за да се постигне надежден ремонт на заваряване на тръбопроводи, за да се гарантира безопасната и стабилна експлоатация на тръбопровода на ядрената електроцентрала.
4. Тенденции за развитие
1) Интелигентно надграждане
Въвеждане на AI технология, чрез мониторинг в реално време на формата на разтопения пул, температурата, състоянието на потока и други ключови параметри, използването на интелигентни алгоритми за динамично регулиране на лазерната мощност, дъговия ток и други параметри за заваряване. Представен от адаптивната система на немската IPG Company, тя може да реализира адаптивния контрол на процеса на заваряване, допълнително да подобри стабилността и консистенцията на качеството на заваряване и да се адаптира към сложните и променящите се условия на заваряване.
2) Материален пробив
се ангажира да преодолее трудностите за заваряване на медта, алуминиевата сплав и други силно отразяващи материали. Поради високата отразяваща способност на тези материали към лазера, традиционните методи за заваряване са предразположени към ниско използване на енергия, нестабилност на процеса на заваряване и други проблеми. Чрез разработването на нови процеси на заваряване и оптимизиране на методите за комбиниране на топлинен източник се очаква да се постигне висококачествено заваряване на силно отразяващи материали, което силно ще насърчи технологичното развитие на електрическите превозни средства и други полета.
3) Зелено производство
Съответствайте на чистия екраниращ газ, като хелий-аргонова смес и др., За да намалите сажди и пръскане, генерирани по време на процеса на заваряване, и да намалите въздействието върху околната среда и здравето на оператора. В същото време по -нататъшната оптимизация на параметрите за заваряване, подобряване на енергийната ефективност, към посоката на зелено и устойчиво производство.
4) Микрорегулация
Разгледайте новия метод за заваряване на ултра-бърз лазер и композит на микро-дъга, за да реализирате прецизно заваряване на наноразмер. Тази технология има широка перспектива за приложение в областта на производството на медицински изделия и други изключително високи изисквания за прецизност, за да отговори на търсенето на висококачествено заваряване на малки прецизни структури и насърчава развитието на технологията за производство на микронано.
5. Сравнение на технологиите
| Индикатор | Лазерно композитно заваряване | Традиционно лазерно заваряване | Традиционно дъгово заваряване |
| Скорост на заваряване | Много високо (5 - 10 m\/min) | Високо (3 - 6 m\/min) | Ниско (0. 5 - 2 m\/min) |
| Дълбочина на способността за стопилка | Много дълбоко (до 25 мм) | Дълбоко (приблизително 15 мм) | Плитко (обикновено<10mm) |
| Разходи за оборудване |
По -високо |
Високо |
Ниско |
| Приложим сценарий |
Прецизно заваряване и дебело заваряване на плоча, особено подходящо за производствени полета от висок клас с висококачествени и ефективни изисквания и разнообразни материали. |
Използвани главно за високоточно заваряване с тънка плоча, качеството на заваряването и изискванията за прецизност на случая е много високо. | Подходящ за заваряване на конвенционални структурни компоненти, по-чувствителни към разходите, сравнително ниски изисквания за точност на заваряване на сцената. |
Лазерното композитно заваряване по силата на уникалните предимства на многоенергийната синергия все повече се превръща в незаменима основна технология в областта на производството от висок клас. С непрекъснатите иновации и развитие на технологията, 3D печат в пространството, гъвкавата електроника и други нововъзникващи области също показват голям потенциал за приложение, ще продължи да насърчава съвременната производствена индустрия до по-висококачествена, по-ефективна и по-интелигентна посока.
