Лазерно-дугове гібридне зварювання

Jan 09, 2024

У сучасному залізничному транспорті, суднобудуванні та інших галузях промисловості зростає попит на зварювання сталевих листів середньої та великої товщини. В останні роки, щоб сприяти розвитку суднобудівної промисловості, країна послідовно запроваджувала такі політики, як надання пріоритету розробці високотехнологічних суден і суден з високою доданою вартістю, прискорення трансформації та модернізації суднобудівної галузі. , і тенденція світового суднобудування також рухається до великомасштабного, різноманітного та висококласного розвитку. Технологія зварювання є ключовою технологією в обробці та виробництві суден і розвитку суднобудівної промисловості. Людино-години зварювальних робіт становлять приблизно 30-40% від загальної кількості людино-годин суднобудування. Ефективність зварювального виробництва та якість зварювання безпосередньо впливають на виробничий цикл, вартість і якість корпусу судна при обробці та виготовленні. Таким чином, ефективна та високоякісна технологія зварювання суден є важливим фактором у реалізації трансформації та модернізації суднобудівної галузі, а також є важливим фактором у покращенні міжнародної конкурентоспроможності суднобудівних компаній.

Крім того, із швидким розвитком промисловості залізничних поїздів і безперервним прискоренням руху поїздів візки, як важливий компонент залізничних транспортних засобів, несуть більші динамічні навантаження, що висуває вищі вимоги до технології візків. Рама візка розробляється, матеріали та процеси повинні постійно вдосконалюватися та відповідати вимогам до продуктивності. Якість зварних з'єднань стала однією з важливих ланок забезпечення якості рами візка. Тому більш оптимізований метод зварювання є необхідною умовою.

640

Лазерно-дугове гібридне зварювання

Будучи новою технологією зварювання, гібридне лазерно-дугове зварювання використовує лазер і дугу як подвійні джерела тепла, які діють на ту саму купу розплаву одночасно для формування стабільної дуги, керованої лазером. Дуга покращує швидкість лазерного поглинання металу та покращує перенесення та з’єднання розплавлених крапель. Ефективний метод зварювання, який повністю використовує переваги лазерного та дугового зварювання та компенсує їхні недоліки. Особливо при зварюванні матеріалів середньої та великої товщини гібридна технологія зварювання має більші переваги. Оскільки традиційні методи зварювання мають такі недоліки, як низька міцність з'єднання, низька ефективність, серйозна деформація та велика витрата зварювальних матеріалів; і одиночне лазерне зварювання також має деякі недоліки, такі як високі вимоги до процесу складання з’єднань і можливості зварювання обмежені потужністю лазера. Велика, погана здатність до перемикання, серйозне підрізання зварних швів тощо.

Лазерно-дугове гібридне зварювання, як новий метод зварювання, має такі три важливі характеристики:
1) покращити використання енергії, збільшити глибину проплавлення зварного шва та швидкість зварювання;
2) Зменшити вимоги до складання заготовки;
3) Поліпшення якості зварного шва та покращення формування зварного шва.

Кращий ефект зварювання

Існує багато форм лазерно-дугового гібридного зварювання, включаючи лазер-MAG/MIG гібридне зварювання, лазер-TIG гібридне зварювання, лазерно-плазмове дугове гібридне зварювання тощо. Серед них найчастіше використовувані джерела лазерного світла на цьому етапі – це волоконні лазери. і напівпровідникові лазери. Наприклад, безперервний волоконний лазер Raycus 4000 Вт, 6000 Вт і волоконно-вихідний напівпровідниковий лазер 4000 Вт.

Лазерно-MAG гібридне зварювання має два джерела зварювального тепла, а саме лазер і дугу MAG. При використанні як єдиного джерела тепла для зварювання можна сформувати ефективну ванну розплаву, але характеристики ванни розплаву відрізняються: характеристики ванни розплаву для лазерного зварювання «глибокі та вузькі», площа отвору мала та велика глибина, що не сприяє утворенню зварного шва; ванна розплаву для дугового зварювання MAG характеризується тим, що вона «неглибока та широка», площа отвору велика, а глибина невелика, що сприяє утворенню зварювальний шов і має сильну мостикову здатність.

During the Laser-MAG composite welding process, two heat sources act on the base material at the same time. There is mutual influence between the two heat sources, and there is also mutual influence between the two molten pools, which will eventually form a new composite molten pool. This composite molten pool has both the "large depth" of the laser molten pool and the "large area" of the arc molten pool. This composite molten pool has a large depth, good weld formation, and strong bridging ability. At the same time, because of the MAG arc welding There is welding wire filling, and the type of welding wire can be selected, so according to the performance defects of the base material itself, the appropriate welding wire can be selected and added to the welding process, thereby improving the crack resistance, fatigue resistance, and corrosion resistance of the weld at the micro level. , wear resistance and other aspects to carry out purposeful improvements. In addition, during the entire welding process, there are two heat sources acting on the base material. The mutual influence between them can increase the penetration depth and achieve the effect of "1+1>2". Таким чином, єдина точка плавлення лазерно-дугового гібридного зварювання становить. Проплавна здатність буде значно покращена. Нарешті, лазерно-дугове гібридне зварювання може досягти багатопрохідного зварювання та зварювання матеріалів великої товщини, а також здатність плавлення верхній і нижній шви зварного шва і бічні стінки дуже міцні завдяки дузі.

Широкий спектр застосування

Виробництво суден
Серед усіх галузей промисловості суднобудівна промисловість найбільше виграє від технології гібридного лазерно-дугового зварювання. Щоб зберегти свої переваги в суднобудівній промисловості з високою доданою вартістю, деякі європейські суднобудівні заводи широко впровадили технологію лазерно-дугового гібридного зварювання, яка значно покращила якість зварювання та ефективність виробництва у додатках зварювання товстих пластин. Типовим і репрезентативним є те, що верф Meyer Shipyard у Німеччині запровадила гібридний метод лазерно-дугового зварювання для зварювання суден.

Автомобільна промисловість
Німеччина взяла на себе лідерство у застосуванні технології лазерно-дугового гібридного зварювання для виробництва з’єднань автомобільних дверей, бічних панелей та інших компонентів. Вчений Граф Т. та інші повідомили на Міжнародному форумі автомобільного зварювання «Застосування лазерного гібридного зварювання в автомобілях Volkswagen і Audi [C]». Повідомляється, що на передніх дверях седана Volkswagen Phaeton є 66 зварних швів загальною довжиною 4,98 м, включаючи 48 лазерно-дугових композитних швів; Загальна довжина композитного зварювання рами кузова седана Audi A8 становить 4,5 м.

Нові транспортні засоби з енергією процвітають, і основою їх потужності є акумулятор. Щоб зменшити загальну вагу транспортного засобу, лотки акумуляторної батареї зазвичай виготовляються з алюмінієвого сплаву. Лотки зібрані та зварені, і кожен лоток має десятки зварних швів. , а вимоги до міцності зварного шва та ефективності зварювання високі. Традиційне дугове зварювання та звичайне лазерне зварювання важко задовольнити вимоги, а гібридне лазерно-дугове зварювання є методом з’єднання, який дуже добре відповідає потребам.

Нафтохімічна промисловість
Згідно з дослідженням гібридного процесу лазерно-дугового зварювання трубопроводів для транспортування нафти було встановлено, що порівняно з використанням лише лазера як джерела тепла після зварювання, гібридне лазерно-дугове зварювання може збільшити глибину проплавлення на 20%, а зварювання процес більш стабільний з невеликою кількістю бризок. Шов добре сформований, має хороше співвідношення розплаву до ширини та не має дефектів зварювання, таких як підрізи або відсутність сплавлення. Після зварювання пори в певному діапазоні контролюються рентгенівським контролем, що не впливає на якість зварного з'єднання і відповідає технічним вимогам.

Для зварювання масляних резервуарів використовується гібридне зварювання лазер-MIG. Завдяки додаванню лазера глибина проплавлення зварного шва значно покращилася, тому можна виконувати одностороннє зварювання, уникаючи незручностей, спричинених двостороннім зварюванням. Було покращено не лише якість зварних швів, але й зроблено величезний прорив у покращенні ефективності зварювання та виробничих потужностей. В даний час гібридне лазерно-дугове зварювання широко використовується в промисловості виробництва нафтових резервуарів Німеччини.

Аерокосмічна галузь
В аерокосмічній галузі технологія гібридного дугового зварювання лазером MIG/MAG також почала використовуватися для зварювання пластин середньої товщини та високоміцної сталі, досягаючи гібридного зварювання 3CrMnSiA лазером-MAG товщиною 7 мм без попереднього нагріву, що значно зменшує інтенсивність праці робітників і підвищення ефективності зварювального виробництва.

Найкращі продажі

laser welding 2