01 Paksplaadi laser-kaare hübriidkeevitus
Paksplaadi (paksus ≥ 20 mm) keevitusel on võtmeroll suurte seadmete valmistamisel sellistes olulistes valdkondades nagu kosmosetööstus, navigatsioon ja laevaehitus, raudteetransport jne. Neid komponente iseloomustab tavaliselt suur paksus, keerulised liitevormid ja kompleksne teenindus. keskkondades. Keevituskvaliteet mõjutab otseselt seadme jõudlust ja eluiga. Aeglase keevituskiiruse ja tõsiste pritsmeprobleemide tõttu seisab traditsiooniline varjestatud gaaskeevitusmeetod silmitsi selliste väljakutsetega nagu madal keevitustõhusus, suur energiatarve ja suur jääkpinge, mis muudab üha kasvavate tootmisnõuete täitmise keeruliseks. Kuid laserkaare hübriidkeevitustehnoloogia erineb traditsioonilisest keevitustehnoloogiast. See ühendab edukalt selle eelisedlaserkeevitusja kaarkeevitus ning sellel on suur läbitungimissügavus, kiire keevituskiirus, kõrge efektiivsus ja parem keevisõmbluse kvaliteet, nagu on näidatud joonisel 1. Näidata. Seetõttu on see tehnoloogia äratanud laialdast tähelepanu ja seda on hakatud rakendama mõnes võtmevaldkonnas.
Joonis 1 Laser-kaare hübriidkeevituse põhimõte
02Uuringud paksude plaatide laserkaare hübriidkeevituse kohta
Norra Tööstustehnoloogia Instituut ja Lule Tehnikaülikool Rootsis uurisid alla 15 kW võimsusega komposiitkeevisliidete konstruktsiooni ühtlust 45 mm paksuse mikrolegeeritud kõrgtugeva madala legeeritud terase puhul. Osaka ülikool ja Egiptuse keskmetallurgiauuringute instituut kasutasid 20 kW võimsusega kiudlaserit paksude plaatide (25 mm) ühekäigulise laser-kaare hübriidkeevitusprotsessi uurimiseks, kasutades põhjakihi probleemi lahendamiseks põhjavooderdust. Taani Force Technology Company kasutas kahte 16 kW ketaslaserit järjestikku, et viia läbi uuringuid 40 mm paksuste terasplaatide hübriidkeevitamise kohta võimsusel 32 kW, mis näitab, et suure võimsusega laserkaarkeevitust kasutatakse eeldatavasti avamere tuuleelektritorni baaside keevitamisel. , nagu on näidatud joonisel 2. Harbin Welding Co., Ltd. on riigis esimene, kes omandab suure võimsusega tahke lasersulatuselektroodiga hübriidsoojusallikaga keevitamise põhitehnoloogia ja seadmete integreerimise tehnoloogia. See on esimene kord edukalt rakendada suure võimsusega tahke laser-kahejuhtmelise sulatuselektroodiga hübriidkaarkeevitustehnoloogiat ja -seadmeid kõrgekvaliteedilistes seadmetes oma riigis. tootmine.
Joonis 2. Laseri paigaldamise paigutusskeem
Vastavalt praegusele uurimisseisule paksude plaatide laserkaare hübriidkeevituse kohta nii kodu- kui ka välismaal on näha, et laserkaare hübriidkeevitusmeetodi ja kitsa vahe soone kombinatsiooniga on võimalik saavutada paksude plaatide keevitamine. Kui laseri võimsus tõuseb üle 10 000 vatti, on suure energiaga laseri kiiritamisel materjali aurustumiskäitumine, laseri ja plasma interaktsiooniprotsess, sulabasseini voolu stabiilne olek, soojusülekandemehhanism ja keevisõmbluse metallurgiline käitumine Muutused toimuvad erineval määral. Kui võimsus suureneb üle 10 000 vatti, suurendab võimsustiheduse suurenemine väikese augu lähedal asuvas piirkonnas aurustumise astet ning tagasilöögijõud mõjutab otseselt väikese augu stabiilsust ja sulabasseini voolu, mõjutades seeläbi keevitusprotsessi. Muudatustel on oluline mõju laseri ja selle liitkeevitusprotsesside rakendamisele. Need iseloomulikud nähtused keevitusprotsessis peegeldavad otseselt või kaudselt teatud määral keevitusprotsessi stabiilsust ja võivad isegi määrata keevisõmbluse kvaliteedi. Laseri ja kaare kahe soojusallika ühendusefekt võib panna need kaks soojusallikat täielikult mängima oma omadusi ja saavutama paremaid keevitusefekte kui ühe laserkeevitus ja kaarkeevitus. Võrreldes autogeense laserkeevitusmeetodiga, on sellel keevitusmeetodil eelised tugev kohanemisvõime ja suur keevitatav paksus. Võrreldes paksude plaatide kitsa vahega lasertraadi täitmisega keevitusmeetodiga, on sellel eeliseks kõrge traadi sulamistõhusus ja hea soone sulamise efekt. . Lisaks suurendab laseri külgetõmme kaare külge kaare stabiilsust, muutes laser-kaare hübriidkeevituse kiiremaks kui traditsiooniline kaarkeevitus jalasertäitega traatkeevitus, suhteliselt kõrge keevitamise efektiivsusega.
03 Suure võimsusega laser-kaare hübriidkeevitusrakendus
Suure võimsusega laser-kaare hübriidkeevitustehnoloogiat kasutatakse laialdaselt laevaehitustööstuses. Meyer Shipyard Saksamaal on loonud 12 kW võimsusega CO2 laser-kaare hübriidkeevituse tootmisliini kere tasapinnaliste plaatide ja jäigastajate keevitamiseks, et saavutada ühe hoobiga 20 m pikkuste filee keevisõmbluste moodustumine ja vähendada deformatsiooniastet 2/3 võrra. GE töötas välja kiudlaser-kaare hübriidkeevitussüsteemi maksimaalse väljundvõimsusega 20 kW, et keevitada USS Saratoga lennukikandja, säästes 800 tonni keevismetalli ja vähendades töötunde 80%, nagu on näidatud joonisel 3. CSSC 725 võtab kasutusele 20 kW kiudlaseriga suure võimsusega laser-kaare hübriidkeevitussüsteem, mis võib vähendada keevitamise deformatsiooni 60% ja tõsta keevitamise efektiivsust 300%. Shanghai Waigaoqiao laevatehas kasutab 16 kW kiudlaseriga suure võimsusega laser-kaare hübriidkeevitussüsteemi. Tootmisliin võtab kasutusele uue laserhübriidkeevituse + MAG-keevituse protsessitehnoloogia, et saavutada ühepoolne ühekäiguline keevitamine ja 4–25 mm paksuste terasplaatide kahepoolne vormimine. Suure võimsusega laser-kaare hübriidkeevitustehnoloogiat kasutatakse laialdaselt soomukites. Selle keevitusomadused on: suure paksusega keeruliste metallkonstruktsioonide keevitamine, madal hind ja kõrge efektiivsusega tootmine.
Joonis 3. USS Sara Toga lennukikandja
Suure võimsusega laser-kaare hübriidkeevitustehnoloogiat on algselt rakendatud mõnes tööstusvaldkonnas ja sellest saab oluline vahend keskmise ja suure seinapaksusega suurte konstruktsioonide tõhusaks tootmiseks. Praegu puuduvad teadusuuringud suure võimsusega laser-kaare hübriidkeevituse mehhanismi kohta, mida tuleb veelgi tugevdada, näiteks fotoplasma ja kaare vastastikmõju ning kaare ja sulabasseini vastastikmõju. Suure võimsusega laser-kaarhübriidkeevitusprotsessis on veel palju lahendamata probleeme, nagu kitsas protsessiaken, keevisõmbluse struktuuri ebaühtlased mehaanilised omadused ja keeruline keevituskvaliteedi kontroll. Kuna tööstusliku kvaliteediga laserite väljundvõimsus järk-järgult suureneb, areneb kiiresti suure võimsusega laser-kaarehübriidkeevitustehnoloogia ja jätkuvalt ilmuvad mitmesugused uued laserhübriidkeevitustehnoloogiad. Lokaliseerimine, suuremahuline ja intelligentsus on tulevikus suure võimsusega laserkeevitusseadmete arendamise olulised suundumused.
Postitusaeg: 24. aprill 2024
