01 Hybride laserbooglassen met dikke plaat
Lassen van dikke platen (dikte ≥ 20 mm) speelt een sleutelrol bij de productie van grote apparatuur op belangrijke gebieden zoals lucht- en ruimtevaart, navigatie en scheepsbouw, spoorvervoer, enz. Deze componenten worden meestal gekenmerkt door grote dikte, complexe verbindingsvormen en complexe service. omgevingen. De laskwaliteit heeft een directe invloed op de prestaties en levensduur van de apparatuur. Vanwege de lage lassnelheid en ernstige spatproblemen wordt de traditionele gasbeschermde lasmethode geconfronteerd met uitdagingen zoals een lage lasefficiëntie, een hoog energieverbruik en een grote restspanning, waardoor het moeilijk wordt om aan de steeds hogere productie-eisen te voldoen. De hybride laserbooglastechnologie verschilt echter van de traditionele lastechnologie. Het combineert met succes de voordelen vanlaserlassenen booglassen, en heeft de kenmerken van grote penetratiediepte, hoge lassnelheid, hoog rendement en betere laskwaliteit, zoals weergegeven in Figuur 1 Show. Daarom heeft deze technologie brede aandacht getrokken en wordt deze op een aantal belangrijke gebieden toegepast.
Figuur 1 Principe van hybride laserbooglassen
02Onderzoek naar hybride laserbooglassen van dikke platen
Het Noorse Instituut voor Industriële Technologie en de Lule Universiteit voor Technologie in Zweden bestudeerden de structurele uniformiteit van composietlasverbindingen onder 15 kW voor 45 mm dik microgelegeerd hoogsterkte laaggelegeerd staal. De Universiteit van Osaka en het Egyptische Centrale Metallurgische Onderzoeksinstituut gebruikten een fiberlaser van 20 kW om onderzoek te doen naar het single-pass laserboog-hybride lasproces van dikke platen (25 mm), waarbij gebruik werd gemaakt van een bodemvoering om het probleem met de bodembult op te lossen. De Deense Force Technology Company gebruikte twee schijflasers van 16 kW in serie om onderzoek te doen naar het hybride lassen van 40 mm dikke stalen platen bij 32 kW, wat aangeeft dat naar verwachting laserbooglassen met hoog vermogen zal worden gebruikt bij het lassen van de basis van offshore windenergietorens. , zoals weergegeven in figuur 2. Harbin Welding Co., Ltd. is de eerste in het land die de kerntechnologie en apparatuurintegratietechnologie van hoogvermogen hybride booglassen met lasersmeltelektroden beheerst. Het is de eerste keer dat ik in mijn land met succes de hoogvermogen-laser-dubbeldraads smeltelektrode-booghybride lastechnologie en -apparatuur toepas op hoogwaardige apparatuur. productie.
Figuur 2. Lay-outschema laserinstallatie
Volgens de huidige onderzoeksstatus van laserbooghybride lassen van dikke platen in binnen- en buitenland, kan worden gezien dat de combinatie van laserbooghybride lasmethode en smalle spleetgroef het lassen van dikke platen kan bereiken. Wanneer het laservermogen toeneemt tot meer dan 10.000 watt, onder de bestraling van een hoogenergetische laser, worden het verdampingsgedrag van het materiaal, het interactieproces tussen laser en plasma, de stabiele toestand van de gesmolten poolstroom, het warmteoverdrachtsmechanisme en het metallurgische gedrag van de las. Veranderingen zullen in verschillende mate optreden. Naarmate het vermogen toeneemt tot meer dan 10.000 watt, zal de toename van de vermogensdichtheid de mate van verdamping in het gebied nabij het kleine gat intensiveren, en zal de terugslagkracht rechtstreeks de stabiliteit van het kleine gat en de stroming van het gesmolten bad beïnvloeden. waardoor het lasproces wordt beïnvloed. De veranderingen hebben een niet te verwaarlozen impact op de implementatie van laser en de composietlasprocessen. Deze karakteristieke verschijnselen in het lasproces weerspiegelen in zekere zin direct of indirect de stabiliteit van het lasproces en kunnen zelfs de kwaliteit van de las bepalen. Het koppelingseffect van de twee warmtebronnen, laser en boog, kan ervoor zorgen dat de twee warmtebronnen hun eigen kenmerken volledig benutten en betere laseffecten verkrijgen dan enkelvoudig laserlassen en booglassen. Vergeleken met de autogene laserlasmethode heeft deze lasmethode de voordelen van een sterk aanpassingsvermogen aan de spleet en een grote lasbare dikte. Vergeleken met de laserdraadvullasmethode met smalle opening van dikke platen, heeft het de voordelen van een hoge draadsmeltefficiëntie en een goed groeffusie-effect. . Bovendien verbetert de aantrekkingskracht van de laser op de boog de stabiliteit van de boog, waardoor hybride laserbooglassen sneller gaat dan traditioneel booglassen enlaserlassen met toevoegdraad, met een relatief hoge lasefficiëntie.
03 Krachtige hybride laserbooglastoepassing
Krachtige hybride laserbooglastechnologie wordt veel gebruikt in de scheepsbouwindustrie. Meyer Shipyard in Duitsland heeft een 12 kW CO2-laserboog-hybride lasproductielijn opgezet voor het lassen van vlakke rompplaten en verstijvingen om in één keer 20 meter lange hoeklassen te vormen en de mate van vervorming met 2/3 te verminderen. GE heeft een hybride fiberlaserbooglassysteem ontwikkeld met een maximaal uitgangsvermogen van 20 kW om het vliegdekschip USS Saratoga te lassen, waardoor 800 ton lasmetaal wordt bespaard en de manuren met 80% worden verminderd, zoals weergegeven in figuur 3. CSSC 725 maakt gebruik van een 20 kW fiberlaser krachtig hybride laserbooglassysteem, dat de lasvervorming met 60% kan verminderen en de lasefficiëntie met 300% kan verhogen. De Shanghai Waigaoqiao-scheepswerf maakt gebruik van een 16 kW fiberlaser, hoogvermogen laser-boog hybride lassysteem. De productielijn maakt gebruik van een nieuwe procestechnologie van laserhybride lassen + MAG-lassen om enkelzijdig single-pass lassen en dubbelzijdig vormen van 4-25 mm dikke staalplaten te bereiken. Krachtige hybride laserbooglastechnologie wordt veel gebruikt in gepantserde voertuigen. De laseigenschappen zijn: lassen van complexe metaalconstructies met grote dikte, lage kosten en zeer efficiënte productie.
Figuur 3. Vliegdekschip USS Sara Toga
De krachtige laserboog-hybride lastechnologie is aanvankelijk op sommige industriële gebieden toegepast en zal een belangrijk middel worden voor de efficiënte vervaardiging van grote constructies met gemiddelde en grote wanddiktes. Momenteel is er een gebrek aan onderzoek naar het mechanisme van hybride laserbooglassen met hoog vermogen, dat verder moet worden versterkt, zoals de interactie tussen fotoplasma en boog en de interactie tussen boog en gesmolten bad. Er zijn nog steeds veel onopgeloste problemen bij het krachtige laserboog-hybride lasproces, zoals een smal procesvenster, ongelijkmatige mechanische eigenschappen van de lasstructuur en ingewikkelde laskwaliteitscontrole. Naarmate het uitgangsvermogen van lasers van industriële kwaliteit geleidelijk toeneemt, zal de krachtige laser-boog-hybride lastechnologie zich snel ontwikkelen en zal er een verscheidenheid aan nieuwe laser-hybride lastechnologieën blijven ontstaan. Lokalisatie, grootschalige en intelligentisering zullen in de toekomst belangrijke trends zijn in de ontwikkeling van krachtige laserlasapparatuur.
Posttijd: 24 april 2024
