01 Dikplaat laserboog-hibriede sweiswerk
Dikplaat-sweising (dikte ≥ 20 mm) speel 'n sleutelrol in die vervaardiging van groot toerusting in belangrike velde soos lugvaart, navigasie en skeepsbou, spoorvervoer, ens. Hierdie komponente word gewoonlik gekenmerk deur groot dikte, komplekse lasvorms en komplekse diensomgewings. Sweiskwaliteit het 'n direkte impak op die werkverrigting en lewensduur van die toerusting. As gevolg van die stadige sweisspoed en ernstige spatprobleme, staar die tradisionele gasbeskermde sweismetode uitdagings in die gesig soos lae sweisdoeltreffendheid, hoë energieverbruik en groot residuele spanning, wat dit moeilik maak om aan die steeds toenemende vervaardigingsvereistes te voldoen. Laserboog-hibriede sweistegnologie verskil egter van tradisionele sweistegnologie. Dit kombineer suksesvol die voordele vanlasersweiswerken boogsweis, en het die eienskappe van groot penetrasiediepte, vinnige sweisspoed, hoë doeltreffendheid en beter sweiskwaliteit, soos getoon in Figuur 1. Daarom het hierdie tegnologie wydverspreide aandag getrek en is dit in sommige sleutelgebiede begin toepas.
Figuur 1 Beginsel van laserboog-hibriede sweiswerk
02 Navorsing oor laserboog-hibriede sweising van dik plate
Die Noorse Instituut vir Industriële Tegnologie en die Lule Universiteit van Tegnologie in Swede het die strukturele eenvormigheid van saamgestelde sweislasse onder 15 kW bestudeer vir 45 mm dik mikro-gelegeerde hoësterkte lae-legeringstaal. Die Universiteit van Osaka en Egipte se Sentrale Metallurgiese Navorsingsinstituut het 'n 20 kW vesellaser gebruik om navorsing te doen oor die enkeldeurgang laserboog-hibriede sweisproses van dik plate (25 mm), met behulp van 'n onderste voering om die onderste bultprobleem op te los. Die Deense Force Technology Company het twee 16 kW skyflasers in serie gebruik om navorsing te doen oor die hibriede sweis van 40 mm dik staalplate teen 32 kW, wat aandui dat hoëkrag-laserboog-sweis na verwagting in die sweis van windkragtoringbasisse op see gebruik sal word, soos getoon in Figuur 2. Harbin Welding Co., Ltd. is die eerste in die land wat die kerntegnologie en toerustingintegrasietegnologie van hoëkrag-soliede laser-smeltelektrodeboog-hibriede hittebron-sweising bemeester het. Dit is die eerste keer dat hoë-krag soliede laser-dubbeldraad-smeltelektrode booghibriede sweistegnologie en -toerusting suksesvol op hoë-end toerusting in my land toegepas word.
Figuur 2. Laserinstallasie-uitlegdiagram
Volgens die huidige navorsingstatus van laserboog-hibriede sweiswerk van dik plate tuis en in die buiteland, kan gesien word dat die kombinasie van die laserboog-hibriede sweismetode en die nou gapinggroef die sweiswerk van dik plate kan bereik. Wanneer die laserkrag tot meer as 10 000 watt toeneem, sal die verdampingsgedrag van die materiaal, die interaksieproses tussen laser en plasma, die stabiele toestand van die smeltpoelvloei, die hitte-oordragmeganisme en die metallurgiese gedrag van die sweislas onder die bestraling van hoë-energie lasers in verskillende grade verander. Soos die krag tot meer as 10 000 watt toeneem, sal die toename in kragdigtheid die mate van verdamping in die gebied naby die klein gaatjie versterk, en die terugslagkrag sal die stabiliteit van die klein gaatjie en die vloei van die smeltpoel direk beïnvloed, wat die sweisproses beïnvloed. Die veranderinge het 'n nie-onbeduidende impak op die implementering van laser en sy saamgestelde sweisprosesse. Hierdie kenmerkende verskynsels in die sweisproses weerspieël direk of indirek die stabiliteit van die sweisproses tot 'n mate, en kan selfs die kwaliteit van die sweislas bepaal. Die koppeffek van die twee hittebronne, laser en boog, kan die twee hittebronne ten volle tot hul eie eienskappe laat speel en beter sweiseffekte verkry as enkellasersweis en boogsweis. In vergelyking met die laser outogene sweismetode, het hierdie sweismetode die voordele van sterk gapingaanpasbaarheid en groot sweisbare dikte. In vergelyking met die smal gaping laserdraadvulsweismetode van dik plate, het dit die voordele van hoë draadsmeltdoeltreffendheid en goeie groefsmeltingseffek. Boonop verbeter die aantrekkingskrag van die laser tot die boog die stabiliteit van die boog, wat laser-boog hibriede sweis vinniger maak as tradisionele boogsweis enlaser vuldraad sweiswerk, met relatief hoë sweisdoeltreffendheid.
03 Hoë-krag laserboog hibriede sweistoepassing
Hoëkrag-laserboog-hibriede sweistegnologie word wyd gebruik in die skeepsboubedryf. Meyer Shipyard in Duitsland het 'n 12 kW CO2-laserboog-hibriede sweisproduksielyn gevestig vir die sweis van rompplatplate en verstewigings om die vorming van 20 m lange filetsweislasse in een slag te bewerkstellig en die mate van vervorming met 2/3 te verminder. GE het 'n vesellaser-boog-hibriede sweisstelsel met 'n maksimum uitsetkrag van 20 kW ontwikkel om die USS Saratoga-vliegdekskip te sweis, wat 800 ton sweismetaal bespaar en man-ure met 80% verminder, soos getoon in Figuur 3. CSSC 725 gebruik 'n 20 kW vesellaser-hoëkrag-laserboog-hibriede sweisstelsel, wat sweisvervorming met 60% kan verminder en sweisdoeltreffendheid met 300% kan verhoog. Shanghai Waigaoqiao Shipyard gebruik 'n 16 kW vesellaser-hoëkrag-laserboog-hibriede sweisstelsel. Die produksielyn gebruik 'n nuwe prosestegnologie van laserhibriede sweiswerk + MAG-sweiswerk om enkelsydige enkeldeurgangssweiswerk en dubbelsydige vorming van 4-25 mm dik staalplate te bewerkstellig. Hoë-krag laserbooghibriede sweiswerktegnologie word wyd gebruik in gepantserde voertuie. Die sweiseienskappe daarvan is: sweiswerk van komplekse metaalstrukture met groot dikte, lae koste en hoë-doeltreffendheidsvervaardiging.
Figuur 3. USS Sara Toga vliegdekskip
Hoë-krag laser-boog hibriede sweistegnologie is aanvanklik in sommige industriële velde toegepas en sal 'n belangrike middel word vir die doeltreffende vervaardiging van groot strukture met medium en groot wanddiktes. Tans is daar 'n gebrek aan navorsing oor die meganisme van hoë-krag laser-boog hibriede sweis, wat verder versterk moet word, soos die interaksie tussen fotoplasma en boog en die interaksie tussen boog en gesmelte poel. Daar is steeds baie onopgeloste probleme in die hoë-krag laser-boog hibriede sweisproses, soos 'n nou prosesvenster, ongelyke meganiese eienskappe van die sweisstruktuur en ingewikkelde sweiskwaliteitsbeheer. Namate die uitsetkrag van industriële lasers geleidelik toeneem, sal hoë-krag laser-boog hibriede sweistegnologie vinnig ontwikkel, en 'n verskeidenheid nuwe laser hibriede sweistegnologieë sal voortgaan om na vore te kom. Lokalisering, grootskaalse en intelligentisering sal belangrike tendense wees in die ontwikkeling van hoë-krag laser sweistoerusting in die toekoms.
Plasingstyd: 24 Apr-2024
