01 Makapal na plato laser-arc hybrid welding
Ang makapal na plate (kapal ≥ 20mm) welding ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa paggawa ng malalaking kagamitan sa mahahalagang larangan tulad ng aerospace, nabigasyon at paggawa ng barko, transportasyon ng tren, atbp. Ang mga bahaging ito ay karaniwang nailalarawan sa pamamagitan ng malaking kapal, kumplikadong mga pinagsamang anyo, at kumplikadong serbisyo kapaligiran. Ang kalidad ng welding ay may direktang epekto sa pagganap at buhay ng kagamitan. Dahil sa mabagal na bilis ng welding at malubhang problema sa spatter, ang tradisyunal na gas shielded welding na pamamaraan ay nahaharap sa mga hamon tulad ng mababang welding efficiency, mataas na pagkonsumo ng enerhiya, at malaking natitirang stress, na nagpapahirap na matugunan ang patuloy na pagtaas ng mga kinakailangan sa pagmamanupaktura. Gayunpaman, ang teknolohiya ng laser-arc hybrid welding ay naiiba sa tradisyonal na teknolohiya ng hinang. Matagumpay nitong pinagsama ang mga pakinabang nglaser weldingat arc welding, at may mga katangian ng malaking penetration depth, mabilis na bilis ng welding, mataas na kahusayan at mas mahusay na kalidad ng weld, tulad ng ipinapakita sa Figure 1 Show. Samakatuwid, ang teknolohiyang ito ay nakakaakit ng malawak na atensyon at nagsimulang ilapat sa ilang mga pangunahing lugar.
Figure 1 Prinsipyo ng laser-arc hybrid welding
02 Pananaliksik sa laser-arc hybrid welding ng makapal na mga plato
Pinag-aralan ng Norwegian Institute of Industrial Technology at Lule University of Technology sa Sweden ang pagkakapareho ng istruktura ng pinagsama-samang welded joints sa ilalim ng 15kW para sa 45mm na kapal na micro-alloyed high-strength low-alloy steel. Ang Osaka University at Central Metallurgical Research Institute ng Egypt ay gumamit ng 20kW fiber laser upang magsagawa ng pananaliksik sa single-pass laser-arc hybrid welding na proseso ng makapal na mga plato (25mm), gamit ang bottom liner upang malutas ang problema sa ilalim ng hump. Gumamit ang Danish Force Technology Company ng dalawang 16 kW disk laser sa serye upang magsagawa ng pananaliksik sa hybrid welding ng 40mm makapal na steel plate sa 32 kW, na nagpapahiwatig na ang high-power laser-arc welding ay inaasahang gagamitin sa offshore wind power tower base welding , tulad ng ipinapakita sa Figure 2. Ang Harbin Welding Co., Ltd. ay ang una sa bansa na nakabisado ang pangunahing teknolohiya at teknolohiya ng pagsasama-sama ng kagamitan ng high-power solid laser-melting electrode arc hybrid heat source welding. Ito ang unang pagkakataon na matagumpay na ilapat ang high-power solid laser-dual-wire melting electrode arc hybrid welding technology at kagamitan sa high-end na kagamitan sa aking bansa. pagmamanupaktura.
Figure 2. Laser installation layout diagram
Ayon sa kasalukuyang katayuan ng pananaliksik ng laser-arc hybrid welding ng makapal na mga plato sa bahay at sa ibang bansa, makikita na ang kumbinasyon ng laser-arc hybrid welding method at makitid na gap groove ay maaaring makamit ang hinang ng makapal na mga plato. Kapag ang kapangyarihan ng laser ay tumaas sa higit sa 10,000 watts, sa ilalim ng pag-iilaw ng mataas na enerhiya na laser, ang pag-uugali ng singaw ng materyal, ang proseso ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng laser at plasma, ang matatag na estado ng daloy ng tinunaw na pool, ang mekanismo ng paglipat ng init, at ang metalurhiko na pag-uugali ng weld Ang mga pagbabago ay magaganap sa iba't ibang antas. Habang tumataas ang kapangyarihan sa higit sa 10,000 watts, ang pagtaas sa density ng kuryente ay magpapatindi sa antas ng singaw sa lugar na malapit sa maliit na butas, at ang puwersa ng pag-urong ay direktang makakaapekto sa katatagan ng maliit na butas at ang daloy ng tinunaw na pool, sa gayon ay nakakaapekto sa proseso ng hinang. Ang mga pagbabago ay may di-napapabayaang epekto sa pagpapatupad ng laser at ang mga pinagsama-samang proseso ng hinang nito. Ang mga katangian phenomena sa proseso ng hinang direkta o hindi direktang sumasalamin sa katatagan ng proseso ng hinang sa ilang mga lawak, at maaari ring matukoy ang kalidad ng hinang. Ang epekto ng pagsasama ng dalawang pinagmumulan ng init ng laser at arc ay maaaring gumawa ng dalawang pinagmumulan ng init na magbigay ng ganap na paglalaro sa kanilang sariling mga katangian at makakuha ng mas mahusay na mga epekto sa hinang kaysa sa solong laser welding at arc welding. Kung ikukumpara sa laser autogenous welding method, ang welding method na ito ay may mga pakinabang ng malakas na gap adaptability at malaking weldable na kapal. Kung ikukumpara sa makitid na puwang ng laser wire filling welding method ng makapal na mga plato, mayroon itong mga pakinabang ng mataas na kahusayan sa pagtunaw ng kawad at mahusay na epekto ng pagsasanib ng uka. . Bilang karagdagan, ang pagkahumaling ng laser sa arko ay nagpapahusay sa katatagan ng arko, na ginagawang mas mabilis ang laser-arc hybrid welding kaysa sa tradisyonal na arc welding atlaser filler wire hinang, na may medyo mataas na kahusayan sa hinang.
03 High-power laser-arc hybrid welding application
Ang high-power laser-arc hybrid welding technology ay malawakang ginagamit sa industriya ng paggawa ng mga barko. Ang Meyer Shipyard sa Germany ay nagtatag ng 12kW CO2 laser-arc hybrid welding production line para sa welding hull flat plates at stiffeners upang makamit ang pagbuo ng 20m long fillet welds nang sabay-sabay at bawasan ang antas ng deformation ng 2/3. Gumawa ang GE ng fiber laser-arc hybrid welding system na may maximum na output power na 20kW para i-welding ang USS Saratoga aircraft carrier, na nagtitipid ng 800 tonelada ng weld metal at binabawasan ang oras ng tao ng 80%, tulad ng ipinapakita sa Figure 3. Ang CSSC 725 ay gumagamit ng isang 20kW fiber laser high-power laser-arc hybrid welding system, na maaaring bawasan ang welding deformation ng 60% at pataasin ang welding efficiency ng 300%. Gumagamit ang Shanghai Waigaoqiao Shipyard ng 16kW fiber laser high-power laser-arc hybrid welding system. Gumagamit ang production line ng bagong teknolohiya ng proseso ng laser hybrid welding + MAG welding para makamit ang single-sided single-pass welding at double-sided na pagbuo ng 4-25mm na makapal na steel plate. Ang high-power laser-arc hybrid welding technology ay malawakang ginagamit sa mga nakabaluti na sasakyan. Ang mga katangian ng hinang nito ay: hinang ng malalaking kapal na kumplikadong istruktura ng metal, mababang gastos, at mataas na kahusayan sa paggawa.
Figure 3. USS Sara Toga aircraft carrier
Ang high-power laser-arc hybrid welding technology ay unang inilapat sa ilang industriyal na larangan at magiging isang mahalagang paraan para sa mahusay na pagmamanupaktura ng malalaking istruktura na may katamtaman at malalaking kapal ng pader. Sa kasalukuyan, may kakulangan ng pananaliksik sa mekanismo ng high-power laser-arc hybrid welding, na kailangang palakasin pa, tulad ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng photoplasma at arc at ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng arc at molten pool. Marami pa ring hindi nalutas na mga problema sa high-power laser-arc hybrid welding na proseso, tulad ng isang makitid na window ng proseso, hindi pantay na mekanikal na katangian ng weld structure, at kumplikadong welding quality control. Habang unti-unting tumataas ang output power ng industrial-grade lasers, ang high-power laser-arc hybrid welding technology ay mabilis na bubuo, at ang iba't ibang bagong laser hybrid welding na teknolohiya ay patuloy na lalabas. Ang localization, malakihan at intelligentization ay magiging mahalagang uso sa pagbuo ng high-power laser welding equipment sa hinaharap.
Oras ng post: Abr-24-2024
