01 Kalın Plakaların Lazer-Ark Kompozit Kaynağı
Havacılık, deniz taşıtları, demiryolu taşımacılığı ve büyük ekipman imalatının diğer önemli alanlarında kalın levha (kalınlık 20 mm'ye eşit veya daha büyük) kaynağı önemli bir rol oynar. Bu bileşenler genellikle büyük kalınlık, karmaşık bağlantı formları ve servis ortamları ile karakterize edilir. Kaynak kalitesinin ekipmanın performansı ve ömrü üzerinde doğrudan etkisi vardır. Geleneksel gaz korumalı kaynak yöntemleri, düşük kaynak verimliliği, yüksek enerji tüketimi ve yavaş kaynak hızları ve ciddi sıçrama sorunları nedeniyle yüksek artık gerilimler gibi zorluklara sahiptir ve bu da sürekli artan üretim gereksinimlerinin karşılanmasını zorlaştırır. Bununla birlikte, lazer arklı kompozit kaynak teknolojisi, lazer kaynağı ve ark kaynağının avantajlarını başarılı bir şekilde entegre etmesi ve geniş bir füzyon derinliği, hızlı kaynak hızı, yüksek verimlilik ve daha iyi kaynak kalitesi ile karakterize edilmesi açısından geleneksel kaynak teknolojisinden farklıdır. Şekil 1'de gösterildiği gibi. Bu nedenle bu teknoloji geniş ilgi gördü ve bazı önemli alanlarda uygulanmaya başlandı.
02 Kalın levha lazer arklı kompozit kaynak araştırması
Norveç Endüstriyel Teknoloji Enstitüsü ve İsveç Lule Bilim ve Teknoloji Üniversitesi tarafından 45 mm kalınlığında mikro alaşımlı yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelik için, 15 kW'lık kompozit kaynaklı bağlantı organizasyonu tekdüzeliği üzerine yapılan çalışma. Osaka Üniversitesi ve Mısır Merkez Metalurji Enstitüsü, alt tümsek problemini çözmek için alt astarın alt kısmını kullanarak kalın bir plaka (25 mm) tek geçişli lazer ark kompozit kaynak işlemi araştırması gerçekleştirmek için 20kW fiber lazer kullanıyor. Danimarka Force Technology şirketi, 40 mm kalınlığındaki çelik levhanın 32 kW'lık kompozit kaynağı proses araştırmasını gerçekleştirmek için seri halinde iki adet 16 kW'lık disk lazer kullandı; bu, açık deniz rüzgar enerjisi kulesi kaynağında yüksek güçlü lazer ark kaynağının kullanılmasının beklendiğini gösteriyor. Şekil 2'de gösterilmektedir. Yüksek güçlü katı lazer - kaynaşmış elektrot ark kompozit ısı kaynağı kaynak çekirdeği teknolojisi ve ekipman entegrasyon teknolojisinde uzmanlaşan ilk Ha kaynağı, ilk başarılı yüksek güçlü katı lazer - çift telli kaynaşmış elektrot ark kompozit kaynağı Çin'in ileri teknoloji ekipman imalat endüstrisi için teknoloji ve ekipman.
Yurtiçi ve yurtdışındaki kalın plaka lazer ark kompozit kaynağına göre araştırma durumu görülebilir, lazer ark kompozit kaynak yöntemi ve dar aralıklı eğim kombinasyonu, kalın plaka kaynağını gerçekleştirebilir. Yüksek enerjili lazer ışınlaması altında lazer gücü 10,000 watt'ın üzerine çıkarıldığında, malzemenin buharlaşma davranışı, lazer ile plazma arasındaki etkileşim süreci, erimiş havuzun kararlı durumu akış, ısı transfer mekanizması ve kaynak dikişinin metalurjik davranışı farklı derecelerde değişime uğrayacaktır. Gücün 10,000 Watt'ın üzerine çıkmasıyla birlikte, güç yoğunluğundaki artış, küçük deliğin yakınındaki bölgedeki buharlaşma derecesini artıracak, geri tepme kuvvetini getirerek küçük deliği ve dengeyi doğrudan etkileyecektir. Erimiş havuz akışı, dolayısıyla kaynak prosesinde değişiklik meydana getirirken, lazer ve kompozit kaynak prosesinin uygulanmasının göz ardı edilemeyecek bir etkisi vardır. Kaynak işlemi olgusunun bu özellikleri, belirli bir dereceye kadar doğrudan veya dolaylı olarak kaynak işleminin stabilitesini yansıtır ve hatta kaynağın kalitesini bile belirleyebilir. İki ısı kaynağının (lazer ve ark) birleştirme etkisi, tek bir lazer kaynağı ve ark kaynağı kaynak etkisinden daha iyi elde etmek için iki ısı kaynağının kendi özelliklerine tam anlamıyla sahip olmasını sağlayabilir. Kaynak yöntemini ve lazerle kendiliğinden eriyen kaynak yöntemini, boşluk uyarlanabilirliği ve kaynaklanabilir kalınlık ve diğer avantajlarla karşılaştırıldığında, kalın levha için dar aralıklı lazer dolgu tel kaynak yöntemiyle karşılaştırıldığında yüksek tel eritme verimliliğine ve iyi eğim füzyon etkisine ve diğer avantajlara sahip olun. . Ek olarak, lazerin arkı çekmesi arkın stabilitesini arttırır, lazer arklı hibrit kaynağı geleneksel ark kaynağından ve lazer dolgu teli kaynağından daha hızlı hale getirir ve nispeten yüksek kaynak verimliliği sağlar.
Lazer Ark Hibrit Kaynak
03 Yüksek Güçlü Lazer Ark Hibrit Kaynak Uygulamaları
Yüksek güçlü lazer arklı kompozit kaynak teknolojisi, denizcilik endüstrisinde geniş bir uygulama alanına sahiptir. Almanya Meyer tersanesi, düz levhanın gövdesi ve takviye çubuğu kaynağı için 12kW CO2 lazer ark kompozit kaynak üretim hattı kuracak, 20 m uzunluğunda köşe kaynağı şekillendirme elde etmek için deformasyon derecesi 2/3 oranında azaltılacak. GE, maksimum çıkış gücü 20kW olan fiber lazer - ark kompozit kaynak sistemini geliştirdi, ABD Sara toga uçak gemilerine kaynak yaptı, 800 ton kaynak metali tasarrufu sağladı ve çalışma saatini %80 azalttı. Şekil 3'te gösterildiği gibi işçilik süresinin %80'i. CSBC 725, kaynak deformasyonunu %60 azaltabilen ve kaynak verimliliğini %300 artırabilen 20kW fiber lazer yüksek güçlü lazer arklı kompozit kaynak sistemini benimser. Shanghai Waigaoqiao Tersanesi, 16kW fiber lazer yüksek güçlü lazer - ark kompozit kaynak sistemini benimsiyor; üretim hattı, tek taraflı tek taraflı 4-25 mm kalınlığında çelik levha kaynağı elde etmek için lazer kompozit kaynak + MAG kaynak yeni proses teknolojisini benimsiyor. Kaynaklı çift taraflı kalıplama. Zırhlı araçlarda yüksek güçlü lazer - ark kompozit kaynak teknolojisi geniş bir uygulama alanına sahiptir, kaynak özellikleri: karmaşık metal yapıların büyük kalınlığı, daha düşük maliyet, yüksek verimli üretim.
Yüksek güçlü lazer arklı kompozit kaynak teknolojisi ilk olarak bir dizi endüstri sektöründe uygulanmıştır ve orta ve büyük duvar kalınlığına sahip büyük yapıların verimli imalatında önemli bir araç haline gelecektir. Şu anda, fototropik plazma ile ark arasındaki etkileşim ve ark ile erimiş havuz arasındaki etkileşim gibi daha da güçlendirilmesi gereken yüksek güçlü lazer arklı kompozit kaynağının mekanizması hakkında araştırma eksikliği bulunmaktadır. . Yüksek güçlü lazer - ark kompozit kaynak işlemi, dar işlem penceresi, kaynak organizasyonu ve mekanik özelliklerin tekdüze olmaması gibi çözülmemiş birçok sorunda hala mevcuttur, kaynak kalite kontrolünün daha karmaşık olması. Endüstriyel sınıf lazer çıkış gücünün kademeli olarak artmasıyla birlikte, yüksek güçlü lazer ark kompozit kaynak teknolojisi hızla gelişecek, çeşitli yeni lazer kompozit kaynak teknolojisi ortaya çıkmaya devam edecektir. Yerelleştirme, büyük ölçekli, akıllı, yüksek güçlü lazer kaynak ekipmanlarının gelecekteki gelişimi önemli bir trend olacaktır.
