01 Лазерно-дуговая сварка толстых листов
Сварка толстых листов (толщиной более или равна 20 мм) в аэрокосмической отрасли, морских судах, железнодорожном транспорте и других важных областях производства крупного оборудования играет ключевую роль. Эти компоненты обычно характеризуются большой толщиной, сложными формами соединений и условиями эксплуатации. Качество сварки напрямую влияет на производительность и срок службы оборудования. Традиционные методы сварки в среде защитного газа имеют такие проблемы, как низкая эффективность сварки, высокое потребление энергии и высокие остаточные напряжения из-за низких скоростей сварки и серьезных проблем с разбрызгиванием, что затрудняет удовлетворение постоянно растущих производственных требований. Однако технология лазерно-дуговой сварки композитов отличается от традиционной технологии сварки тем, что она успешно объединяет преимущества лазерной сварки и дуговой сварки, характеризуется большой глубиной проплавления, высокой скоростью сварки, высокой эффективностью и лучшим качеством сварного шва. как показано на рисунке 1. Таким образом, эта технология привлекла широкое внимание и начала применяться в некоторых ключевых областях.
02 Исследование лазерно-дуговой сварки композитов толстых листов
Норвежский институт промышленных технологий и Шведский университет науки и технологий Луле для микролегированной высокопрочной низколегированной стали толщиной 45 мм, исследование однородности организации сварных соединений в корпусе мощностью 15 кВт. Университет Осаки и Центральный институт металлургии Египта используют волоконный лазер мощностью 20 кВт для проведения однопроходного исследования процесса лазерно-дуговой композитной сварки толстой пластины (25 мм), используя нижнюю часть нижнего вкладыша для решения проблемы нижнего горба. Датская компания Force Technology использовала два дисковых лазера мощностью 16 кВт последовательно для проведения исследования процесса сварки композитных стальных листов толщиной 40 мм в случае композитной сварки мощностью 32 кВт, что указывает на то, что ожидается, что мощная лазерно-дуговая сварка будет использоваться при сварке морских ветроэнергетических башен, поскольку показано на рисунке 2. Ha сварка первой освоила мощный твердотельный лазер - дуговая сварка композитным источником тепла с использованием технологии сварки сердечника и технологии интеграции оборудования, первый успешный мощный твердотельный лазер - двухпроволочная дуговая сварка композитным электродом с плавленым электродом технологии и оборудование для китайской индустрии производства высокотехнологичного оборудования.
В соответствии с состоянием исследований лазерно-дуговой композитной сварки толстой пластины в стране и за рубежом можно увидеть, что метод лазерно-дуговой композитной сварки и комбинация фасок с узким зазором могут реализовать сварку толстой пластины. Когда мощность лазера увеличивается до более чем 10,000 Вт под воздействием высокоэнергетического лазера, поведение испарения материала, процесс взаимодействия между лазером и плазмой, установившееся состояние расплавленной ванны поток, механизм теплопередачи и металлургическое поведение сварного шва претерпят различные степени изменений. При увеличении мощности до более чем 10 000 Вт увеличение плотности мощности приведет к увеличению степени испарения в области вблизи небольшого отверстия, в результате чего сила отдачи напрямую влияет на маленькое отверстие и стабильность поток расплавленной ванны, что приводит к изменению процесса сварки, внедрение лазера и его композитного процесса сварки оказывает немаловажное влияние. Эти характеристики явления сварочного процесса в определенной степени прямо или косвенно отражают стабильность сварочного процесса и даже могут определять качество сварного шва. Эффект связи двух источников тепла, лазера и дуги, может заставить два источника тепла полностью раскрыть свои характеристики, чтобы получить лучший эффект, чем одна лазерная сварка и дуговая сварка. Сделайте метод сварки и метод лазерной самоплавящейся сварки по сравнению с адаптируемостью зазора и свариваемой толщиной и другими преимуществами, по сравнению с методом сварки лазерной присадочной проволокой с узким зазором для толстой пластины, имеет высокую эффективность плавления проволоки, хороший эффект сварки фасок и другие преимущества. . Кроме того, притяжение лазера к дуге повышает стабильность дуги, что делает гибридную лазерно-дуговую сварку быстрее, чем традиционная дуговая сварка и лазерная сварка присадочной проволокой, с относительно высокой эффективностью сварки.
Лазерно-дуговая гибридная сварка
03 Применение гибридной лазерно-дуговой сварки высокой мощности
Технология высокомощной лазерно-дуговой сварки композитов имеет широкий спектр применения в морской промышленности. Немецкая верфь Meyer создаст линию по производству композитной сварки лазером CO2 мощностью 12 кВт для сварки плоских листов корпуса и арматурных стержней, чтобы добиться формирования угловых сварных швов длиной 20 м, степень деформации снижается на 2/3. GE разработала систему волоконной лазерно-дуговой сварки композитов, максимальная выходная мощность 20 кВт, сварка американских авианосцев Sara Toga, экономия 800 тонн сварочного металла, сокращение 80% человеко-часов. 80% рабочего времени, как показано на рисунке 3. CSBC 725 использует мощную систему лазерно-дуговой сварки композитных материалов мощностью 20 кВт с волоконным лазером, которая может уменьшить сварочную деформацию на 60% и повысить эффективность сварки на 300%. Шанхайская верфь Waigaoqiao использует мощную систему лазерно-дуговой сварки композитных материалов с волоконным лазером мощностью 16 кВт, производственная линия использует новую технологию лазерной композитной сварки + MAG-сварку, чтобы обеспечить одностороннюю одностороннюю сварку стальных пластин толщиной 4-25 мм. пройти сварку двухстороннего формования. Технология высокомощной лазерно-дуговой сварки композитов в бронетехнике имеет широкий спектр применения, ее особенности сварки: большая толщина сварки сложных металлоконструкций, меньшая стоимость, высокая эффективность производства.
Технология высокомощной лазерно-дуговой сварки композитов изначально применялась в ряде отраслей промышленности и станет важным средством эффективного изготовления крупных конструкций со средней и большой толщиной стенок. В настоящее время отсутствуют исследования механизма мощной лазерно-дуговой сварки композитов, которые нуждаются в дальнейшем усилении, такие как взаимодействие фототропной плазмы с дугой и взаимодействие дуги с расплавленной ванной. . Процесс высокомощной лазерно-дуговой композитной сварки все еще существует во многих нерешенных проблемах, таких как узкое технологическое окно, организация сварки и неоднородность механических свойств, контроль качества сварки является более сложным. С постепенным увеличением выходной мощности промышленного лазера технология высокомощной лазерно-дуговой сварки композитов будет быстро развиваться, и будет продолжать появляться множество новых технологий лазерной сварки композитов. Локализация, масштабные, интеллектуальные будут будущее развитие мощного оборудования для лазерной сварки является важной тенденцией.
