01 Laserbågssvetsning av tjocka plåtar
Tjock plåt (tjocklek Större än eller lika med 20 mm) svetsning inom rymd, marina fartyg, järnvägstransporter och andra viktiga områden inom tillverkning av stor utrustning spelar en nyckelroll. Dessa komponenter kännetecknas vanligtvis av stor tjocklek, komplexa fogformer och servicemiljöer. Svetskvaliteten har en direkt inverkan på utrustningens prestanda och livslängd. Traditionella gasskyddade svetsmetoder har utmaningar som låg svetseffektivitet, hög energiförbrukning och höga restspänningar på grund av låga svetshastigheter och allvarliga stänkproblem, vilket gör det svårt att möta de ständigt ökande tillverkningskraven. Emellertid skiljer sig laserbågskompositsvetsteknik från traditionell svetsteknik genom att den framgångsrikt integrerar fördelarna med lasersvetsning och bågsvetsning, och kännetecknas av ett stort smältdjup, snabb svetshastighet, hög effektivitet och bättre svetskvalitet, som visas i figur 1. Därför har denna teknik väckt stor uppmärksamhet och har börjat tillämpas på några nyckelområden.
02 Forskning om tjockplåtslaserbågekompositsvetsning
Norwegian Institute of Industrial Technology och Svenska Lule University of Science and Technology för 45 mm tjockt mikrolegerat höghållfast låglegerat stål, studien av 15kW fallet med sammansatt svetsad fogorganisations likformighet. Osaka University och Egyptian Central Institute of Metallurgy använder 20kW fiberlaser, för att utföra en tjock platta (25 mm) enkelpassagelaser - bågkompositsvetsprocessforskning, med hjälp av botten av bottenfodret för att lösa problemet med bottenpuckeln. Det danska företaget Force Technology använde två 16 kW skivlaser i serie för att utföra 32 kW fallet med kompositsvetsning 40 mm tjock stålplåtsprocessforskning, vilket indikerar att högeffekts laserbågsvetsning förväntas användas vid svetsning av vindkraftstorn till havs, som visas i figur 2. Ha-svetsning i den första att bemästra högeffekts fast laser - smält elektrod bågkomposit värmekälla svetsteknik kärna och utrustning integration teknik, den första framgångsrika högeffekt solid laser - dubbeltråd smält elektrod bågkompositsvetsning teknik och utrustning för Kinas avancerade utrustningstillverkningsindustri.
Enligt den tjocka plattan laser - bågkompositsvetsning hemma och utomlands kan forskningsstatus ses, laser - bågkompositsvetsmetod och smalt gap avfasningskombination kan förverkliga svetsningen av tjock plåt. När lasereffekten ökas till mer än 10,000 watt under bestrålning av högenergilaser, materialets förångningsbeteende, interaktionsprocessen mellan lasern och plasman, den smälta poolens stabila tillstånd flöde, värmeöverföringsmekanismen och svetsfogens metallurgiska beteende kommer att genomgå olika grader av förändring. Med ökningen av effekt till mer än 10,000 watt kommer ökningen i effekttäthet att öka graden av förångning i området nära det lilla hålet, vilket gör att rekylkraften direkt påverkar det lilla hålet och stabiliteten hos smältbassängflöde, vilket medför en förändring i svetsprocessen, implementeringen av lasern och dess sammansatta svetsprocess har en icke försumbar effekt. Dessa egenskaper hos svetsprocessfenomenet återspeglar i viss utsträckning direkt eller indirekt svetsprocessens stabilitet och kan till och med bestämma svetskvaliteten. Kopplingseffekten av de två värmekällorna, laser och båge, kan få de två värmekällorna att ge fullt spel åt sina egna egenskaper, för att få bättre än en enda lasersvetsnings- och bågsvetseffekt. Gör svetsmetoden och laser självsmältande svetsmetoden jämfört med gapets anpassningsförmåga och svetsbar tjocklek och andra fördelar, jämfört med smala gap laserfyllnadstrådsvetsmetoden för tjock plåt har en hög trådsmältningseffektivitet och bra fassmältningseffekt och andra fördelar . Dessutom förbättrar laserns attraktion till bågen bågens stabilitet, vilket gör laserbågshybridsvetsningen snabbare än den traditionella bågsvetsningen och lasersvetsningstrådsvetsningen, med relativt hög svetseffektivitet.
Laserbågshybridsvetsning
03 Högeffekts laserbågshybridsvetsapplikationer
Högeffekts laserbågekompositsvetsteknik har ett brett användningsområde inom den marina industrin. Tyskland Meyer-varvet att etablera 12kW CO2 laser - båge sammansatt svetsning produktionslinje, för skrovet av den platta plattan och armeringsjärn svetsning, för att uppnå 20m lång kälsvetsformning, minskas graden av deformation med 2/3. GE utvecklade fiberlaser-bågkompositsvetsningssystem, den maximala uteffekten på 20kW, svetsning av USA:s Sara toga hangarfartyg, vilket sparar 800 ton svetsmetall, vilket minskar 80% av arbetstimmar. 80 % av arbetstiden, som visas i figur 3. CSBC 725 använder 20 kW fiberlaser högeffekt laser-båge kompositsvetsningssystem, vilket kan minska svetsdeformationen med 60 % och öka svetseffektiviteten med 300 %. Shanghai Waigaoqiao Shipyard antar 16kW fiberlaser högeffekt laser-bågkompositsvetsningssystem, produktionslinjen antar laserkompositsvetsning + MAG-svetsning ny processteknik, för att uppnå 4-25mm tjock stålplåtssvetsning enkelsidig enkel- passsvetsning dubbelsidig gjutning. Högeffekts laser - bågkompositsvetsteknik i pansarfordon har ett brett utbud av applikationer, dess svetsfunktioner: stor tjocklek av komplex metallstruktursvetsning, lägre kostnad, högeffektiv tillverkning.
Högeffekts laserbågskompositsvetsteknik har till en början tillämpats i ett antal industrisektorer och kommer att bli ett viktigt medel för effektiv tillverkning av stora strukturer med medelstor och stor väggtjocklek. För närvarande finns det en brist på forskning om mekanismen för högeffekts laserbågssvetsning, som behöver stärkas ytterligare, såsom interaktionen mellan den fototropiska plasman och ljusbågen och interaktionen mellan ljusbågen och den smälta poolen . Högeffekt laser - båge sammansatt svetsprocess finns fortfarande i många olösta frågor, såsom smalt processfönster, svetsorganisation och mekaniska egenskaper av olikformighet, svetskvalitetskontroll är mer komplex. Med den gradvisa ökningen av industriell laseruteffekt kommer högeffekts laser-bågsvetsteknik att utvecklas snabbt, en mängd nya laserkompositsvetstekniker kommer att fortsätta att dyka upp. Lokalisering, storskalig, intelligent kommer att vara den framtida utvecklingen av högeffekts lasersvetsutrustning är en viktig trend.
