01 Kompozitinis storų plokščių suvirinimas lankiniu lazeriu
Storosios plokštės (storis didesnis arba lygus 20 mm) suvirinimas aviacijos erdvėje, jūrų laivuose, geležinkelių transporte ir kitose svarbiose didelės įrangos gamybos srityse atlieka pagrindinį vaidmenį. Šie komponentai paprastai pasižymi dideliu storiu, sudėtingomis siūlių formomis ir aptarnavimo aplinka. Suvirinimo kokybė turi tiesioginės įtakos įrangos veikimui ir tarnavimo laikui. Dėl lėto suvirinimo greičio ir rimtų purslų problemų, naudojant tradicinius suvirinimo su ekranu dujomis metodus, kyla problemų, tokių kaip mažas suvirinimo efektyvumas, didelės energijos sąnaudos ir dideli liekamieji įtempiai, todėl sunku patenkinti nuolat didėjančius gamybos reikalavimus. Tačiau kompozitinio suvirinimo lazeriu technologija skiriasi nuo tradicinės suvirinimo technologijos, nes ji sėkmingai integruoja lazerinio suvirinimo ir lankinio suvirinimo privalumus ir pasižymi dideliu lydymosi gyliu, dideliu suvirinimo greičiu, dideliu efektyvumu ir geresne suvirinimo kokybe. kaip parodyta 1 paveiksle. Todėl ši technologija sulaukė didelio dėmesio ir buvo pradėta taikyti kai kuriose pagrindinėse srityse.
02 Storosios plokštės lazerinio lankinio kompozito suvirinimo tyrimai
Norvegijos pramonės technologijos institutas ir Švedijos Lulės mokslo ir technologijos universitetas 45 mm storio mikrolegiruoto didelio stiprumo mažai legiruoto plieno, 15 kW galios kompozitinių suvirintų jungčių organizavimo vienodumo atvejo tyrimas. Osakos universitetas ir Egipto centrinis metalurgijos institutas, naudodami 20 kW skaidulinį lazerį, atlikti storosios plokštės (25 mm) vieno praėjimo lazerinio lankinio kompozitinio suvirinimo proceso tyrimus, naudojant apatinio įdėklo dugną, kad išspręstumėte dugno kupros problemą. Danijos „Force Technology“ bendrovė nuosekliai panaudojo du 16 kW galios diskinius lazerius, kad atliktų 32 kW galios kompozitinio suvirinimo 40 mm storio plieno plokščių proceso tyrimą, o tai rodo, kad didelės galios lazerinis lankinis suvirinimas turėtų būti naudojamas suvirinant vėjo jėgainių bokšte jūroje. 2 pav. Ha suvirinimo pirmasis įvaldyti didelės galios kietojo lankinio suvirinimo elektrodo lankiniu kompozitiniu šilumos šaltinio suvirinimo pagrindinę technologiją ir įrangos integravimo technologiją, pirmasis sėkmingas didelės galios kietasis lazeris - dviejų laidų lydyto elektrodo lankinis kompozitinis suvirinimas technologija ir įranga Kinijos aukščiausios klasės įrangos gamybos pramonei.
Remiantis storosios plokštės lazeriu ir lankiniu kompozitiniu suvirinimu namuose ir užsienyje, galima pastebėti tyrimų būklę, lazerinis lankinis kompozitinis suvirinimo metodas ir siauro tarpo kampo derinys gali realizuoti storos plokštės suvirinimą. Kai lazerio galia padidinama iki daugiau nei 10, 000 vatų, apšvitinant didelės energijos lazeriu, medžiagos garavimo elgsena, lazerio ir plazmos sąveikos procesas, pastovi išlydyto telkinio būsena. srautas, šilumos perdavimo mechanizmas ir suvirinimo siūlės metalurginis elgesys pasikeis skirtingais laipsniais. Padidėjus galiai iki daugiau nei 10,000 vatų, padidėjus galios tankiui padidės garavimo laipsnis šalia mažos skylės, todėl atatrankos jėga tiesiogiai paveiks mažą skylę ir jos stabilumą. išlydyto baseino srautas, todėl keičiasi suvirinimo procesas, lazerio ir jo sudėtinio suvirinimo proceso įgyvendinimas turi nereikšmingą poveikį. Šios suvirinimo proceso reiškinio charakteristikos tam tikru laipsniu tiesiogiai arba netiesiogiai atspindi suvirinimo proceso stabilumą ir netgi gali nulemti suvirinimo kokybę. Dviejų šilumos šaltinių, lazerio ir lanko, sujungimo efektas gali priversti du šilumos šaltinius visiškai išnaudoti savo savybes, kad būtų geresnis nei vieno suvirinimo lazeriu ir lankinio suvirinimo efektas. Suvirinimo metodas ir savaime tirpstantis lazerinis suvirinimo metodas, palyginti su tarpo pritaikomumu ir suvirinamo storio bei kitais pranašumais, palyginti su siauro tarpo lazerinio užpildo vielos suvirinimo metodu storoms plokštėms, turi aukštą vielos lydymosi efektyvumą ir gerą kūginio lydymosi efektą bei kitus privalumus. . Be to, lazerio pritraukimas prie lanko padidina lanko stabilumą, todėl hibridinis suvirinimas lazeriu ir lanku yra greitesnis nei tradicinis lankinis suvirinimas ir lazerinio užpildo vielos suvirinimas, o suvirinimo efektyvumas yra palyginti didelis.
Hibridinis suvirinimas lazeriu
03 Didelės galios lazerinio lankinio hibridinio suvirinimo programos
Didelės galios lazerinio lankinio kompozito suvirinimo technologija yra plačiai pritaikyta jūrų pramonėje. Vokietijos „Meyer“ laivų statykloje bus sukurta 12 kW galios CO2 lazerinio lankinio kompozitinio suvirinimo gamybos linija, skirta plokščių plokščių korpusui ir armatūros strypų suvirinimui, siekiant suformuoti 20 m ilgio suvirinimo siūlę, deformacijos laipsnis sumažinamas 2/3. GE sukūrė pluoštinio lazerio – lankinio kompozito suvirinimo sistemą, kurios maksimali išėjimo galia 20kW, suvirinant JAV lėktuvnešius Sara toga, sutaupant 800 tonų suvirinto metalo, sumažinant 80% žmogaus darbo valandų. 80 % darbo laiko, kaip parodyta 3 paveiksle. CSBC 725 naudoja 20 kW galios pluoštinio lazerio didelės galios lazerinio lankinio kompozitinio suvirinimo sistemą, kuri gali sumažinti suvirinimo deformaciją 60 % ir padidinti suvirinimo efektyvumą 300 %. Šanchajaus Waigaoqiao laivų statykloje įdiegta 16 kW skaidulinio lazerio didelės galios lazerinio lankinio suvirinimo sistema, o gamybos linijoje taikoma nauja lazerinio kompozitinio suvirinimo + MAG suvirinimo proceso technologija, kad būtų pasiektas 4-25 mm storio plieno plokščių suvirinimas vienpusis vienpusis pralaidus suvirinimas dvipusis liejimas. Didelės galios lazerinio – lankinio kompozito suvirinimo technologija šarvuotuose automobiliuose turi platų pritaikymo spektrą, jos suvirinimo ypatybės: didelis sudėtingų metalo konstrukcijų suvirinimo storis, mažesnė kaina, didelis gamybos efektyvumas.
Didelės galios lazerinio lankinio kompozito suvirinimo technologija iš pradžių buvo pritaikyta daugelyje pramonės sektorių ir taps svarbia priemone efektyviai gaminant dideles, vidutinio ir didelio sienelių storio konstrukcijas. Šiuo metu trūksta didelio galingumo lazerinio lankinio kompozitinio suvirinimo mechanizmo tyrimų, kuriuos reikia toliau stiprinti, pvz., fototropinės plazmos ir lanko sąveiką bei lanko ir išlydyto baseino sąveiką. . Didelės galios lazerinio lankinio kompozito suvirinimo procesas vis dar egzistuoja daugeliu neišspręstų problemų, tokių kaip siauras proceso langas, suvirinimo organizavimas ir mechaninių savybių netolygumas, suvirinimo kokybės kontrolė yra sudėtingesnė. Palaipsniui didėjant pramoninio lygio lazerio išėjimo galiai, sparčiai vystysis didelės galios lazerio lankinio kompozito suvirinimo technologija, ir toliau atsiras įvairių naujų lazerinio kompozitinio suvirinimo technologijų. Lokalizavimas, didelio masto, protingas bus ateityje didelės galios lazerinio suvirinimo įrangos plėtra yra svarbi tendencija.
