01 Kalın levha lazer arklı hibrit kaynak
Kalın levha (kalınlık ≥ 20 mm) kaynağı, havacılık, navigasyon ve gemi yapımı, demiryolu taşımacılığı vb. gibi önemli alanlardaki büyük ekipmanların üretiminde önemli bir rol oynar. Bu bileşenler genellikle büyük kalınlık, karmaşık bağlantı formları ve karmaşık hizmet ile karakterize edilir. ortamlar. Kaynak kalitesinin ekipmanın performansı ve ömrü üzerinde doğrudan etkisi vardır. Yavaş kaynak hızı ve ciddi sıçrama sorunları nedeniyle geleneksel gaz korumalı kaynak yöntemi, düşük kaynak verimliliği, yüksek enerji tüketimi ve büyük artık gerilim gibi zorluklarla karşı karşıyadır ve bu da sürekli artan üretim gereksinimlerini karşılamayı zorlaştırır. Ancak lazer arklı hibrit kaynak teknolojisi geleneksel kaynak teknolojisinden farklıdır. Avantajlarını başarıyla birleştiriyorlazer kaynakve ark kaynağı olup, Şekil 1'de gösterildiği gibi geniş penetrasyon derinliği, hızlı kaynak hızı, yüksek verimlilik ve daha iyi kaynak kalitesi özelliklerine sahiptir. Bu nedenle bu teknoloji geniş ilgi görmüş ve bazı önemli alanlarda uygulanmaya başlamıştır.
Şekil 1 Lazer arklı hibrit kaynak prensibi
02Kalın plakaların lazer ark hibrit kaynağı üzerine araştırma
Norveç Endüstriyel Teknoloji Enstitüsü ve İsveç'teki Lule Teknoloji Üniversitesi, 45 mm kalınlığında mikro alaşımlı yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelik için 15 kW'ın altındaki kompozit kaynaklı bağlantıların yapısal tekdüzeliğini inceledi. Osaka Üniversitesi ve Mısır Merkezi Metalurji Araştırma Enstitüsü, alt tümsek problemini çözmek için bir alt astar kullanarak kalın plakaların (25 mm) tek geçişli lazer arklı hibrit kaynak işlemi üzerine araştırma yapmak için 20kW'lık bir fiber lazer kullandı. Danish Force Technology Company, 40 mm kalınlığındaki çelik levhaların 32 kW'ta hibrit kaynağı üzerine araştırma yapmak için seri halinde iki adet 16 kW'lık disk lazer kullandı; bu, açık deniz rüzgar enerjisi kulesi taban kaynağında yüksek güçlü lazer ark kaynağının kullanılmasının beklendiğini gösteriyor Şekil 2'de gösterildiği gibi. Harbin Welding Co., Ltd., ülkede yüksek güçlü katı lazer eritmeli elektrot ark hibrit ısı kaynağı kaynağının temel teknolojisi ve ekipman entegrasyon teknolojisinde uzmanlaşan ilk şirkettir. Yüksek güçlü katı lazer-çift telli eritme elektrotlu ark hibrit kaynak teknolojisi ve ekipmanı, ülkemde ilk kez üst düzey ekipmanlara başarıyla uygulanıyor. üretme.
Şekil 2. Lazer kurulum yerleşim şeması
Yurt içi ve yurt dışında kalın levhaların lazer arklı hibrit kaynağına ilişkin mevcut araştırma durumuna göre, lazer arklı hibrit kaynak yöntemi ile dar aralıklı oluk kombinasyonunun kalın levhaların kaynağını başarabileceği görülebilir. Lazer gücü 10.000 watt'ın üzerine çıktığında, yüksek enerjili lazerin ışınımı altında malzemenin buharlaşma davranışı, lazer ve plazma arasındaki etkileşim süreci, erimiş havuz akışının kararlı durumu, ısı transfer mekanizması ve kaynağın metalurjik davranışı Değişen derecelerde değişiklikler meydana gelecektir. Güç 10.000 watt'ın üzerine çıktıkça, güç yoğunluğundaki artış küçük deliğin yakınındaki alandaki buharlaşma derecesini yoğunlaştıracak ve geri tepme kuvveti küçük deliğin stabilitesini ve erimiş havuzun akışını doğrudan etkileyecektir. dolayısıyla kaynak prosesini etkiler. Değişikliklerin lazerin uygulanması ve kompozit kaynak işlemleri üzerinde göz ardı edilemez bir etkisi var. Kaynak işlemindeki bu karakteristik olaylar, doğrudan veya dolaylı olarak kaynak işleminin stabilitesini bir dereceye kadar yansıtır ve hatta kaynağın kalitesini bile belirleyebilir. İki lazer ve ark ısı kaynağının birleştirme etkisi, iki ısı kaynağının kendi özelliklerini tam olarak kullanmasını ve tek lazer kaynağı ve ark kaynağından daha iyi kaynak efektleri elde etmesini sağlayabilir. Lazer otojen kaynak yöntemiyle karşılaştırıldığında bu kaynak yöntemi, güçlü boşluk uyarlanabilirliği ve büyük kaynaklanabilir kalınlık avantajlarına sahiptir. Kalın plakaların dar aralıklı lazer tel dolgu kaynağı yöntemiyle karşılaştırıldığında, yüksek tel eritme verimliliği ve iyi oluk füzyon etkisi avantajlarına sahiptir. . Ek olarak, lazerin ark tarafından çekilmesi arkın stabilitesini arttırır, lazer arklı hibrit kaynağı geleneksel ark kaynağından daha hızlı hale getirir velazer dolgu tel kaynağınispeten yüksek kaynak verimliliği ile.
03 Yüksek güçlü lazer arklı hibrit kaynak uygulaması
Yüksek güçlü lazer arklı hibrit kaynak teknolojisi, gemi inşa endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Almanya'daki Meyer Tersanesi, tek seferde 20 m uzunluğunda iç köşe kaynaklarının oluşumunu sağlamak ve deformasyon derecesini 2/3 oranında azaltmak amacıyla gövde düz plakaları ve takviyeleri kaynaklamak için 12kW CO2 lazer ark hibrit kaynak üretim hattı kurdu. GE, USS Saratoga uçak gemisini kaynaklamak için maksimum 20kW çıkış gücüne sahip bir fiber lazer ark hibrit kaynak sistemi geliştirerek Şekil 3'te gösterildiği gibi 800 ton kaynak metali tasarrufu sağladı ve çalışma saatini %80 azalttı. CSSC 725, Kaynak deformasyonunu %60 azaltabilen ve kaynak verimliliğini %300 artırabilen 20kW fiber lazer yüksek güçlü lazer arklı hibrit kaynak sistemi. Shanghai Waigaoqiao Tersanesi, 16kW'lık fiber lazer yüksek güçlü lazer arklı hibrit kaynak sistemi kullanıyor. Üretim hattı, tek taraflı tek geçişli kaynak ve 4-25 mm kalınlığındaki çelik levhaların çift taraflı şekillendirilmesini sağlamak için lazer hibrit kaynak + MAG kaynaktan oluşan yeni bir proses teknolojisini benimsiyor. Yüksek güçlü lazer arklı hibrit kaynak teknolojisi, zırhlı araçlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kaynak özellikleri şunlardır: büyük kalınlıktaki karmaşık metal yapıların kaynağı, düşük maliyet ve yüksek verimli üretim.
Şekil 3. USS Sara Toga uçak gemisi
Yüksek güçlü lazer ark hibrit kaynak teknolojisi ilk olarak bazı endüstriyel alanlarda uygulanmıştır ve orta ve büyük duvar kalınlıklarına sahip büyük yapıların verimli üretimi için önemli bir araç haline gelecektir. Şu anda, fotoplazma ile ark arasındaki etkileşim ve ark ile erimiş havuz arasındaki etkileşim gibi daha da güçlendirilmesi gereken yüksek güçlü lazer ark hibrit kaynağının mekanizması hakkında araştırma eksikliği bulunmaktadır. Yüksek güçlü lazer arklı hibrit kaynak prosesinde, dar proses penceresi, kaynak yapısının eşit olmayan mekanik özellikleri ve karmaşık kaynak kalite kontrolü gibi hala çözülmemiş birçok sorun bulunmaktadır. Endüstriyel sınıf lazerlerin çıkış gücü giderek arttıkça, yüksek güçlü lazer arklı hibrit kaynak teknolojisi hızla gelişecek ve çeşitli yeni lazer hibrit kaynak teknolojileri ortaya çıkmaya devam edecek. Yerelleştirme, büyük ölçek ve akıllılaştırma, gelecekte yüksek güçlü lazer kaynak ekipmanlarının geliştirilmesinde önemli eğilimler olacaktır.
Gönderim zamanı: Nis-24-2024
