In geïndustrialiseerde landen met geavanceerde machinebouwsectoren is ongeveer 50% van de totale productie afkomstig van lasgerelateerde bedrijven. Om de concurrentiepositie te versterken, eisen fabrikanten steeds vaker een hogere productie-efficiëntie en lagere productkosten. Om de lasefficiëntie te verbeteren, worden diverse methoden gebruikt, zoals het toepassen van bijzondere lasparameters.hybride lassenEr kan gebruik worden gemaakt van meeraderig of meerbooglassen, en verbeterde lasdraden. Deze geavanceerde lasprocessen hebben de efficiëntie van de lasproductie aanzienlijk verbeterd, brede toepassing gevonden en een belangrijke bijdrage geleverd aan...Het verder ontwikkelen van lastechnologie.

Met de snelle ontwikkeling van wetenschap en technologie in de 21e eeuw heeft hoogrendementslassen steeds meer aandacht gekregen en is het uitgegroeid tot een belangrijke ontwikkelingstrend in onderzoek en toepassing van lastechnologie, zowel nationaal als internationaal. Voorheen lag de focus bij hoogrendementslassen vooral op verbeteringen in lasmaterialen. De laatste jaren heeft de verbetering van lasautomatisering de ontwikkeling van hoogrendementslastechnologie, en hogesnelheidslassen ofhoge-afzettingssnelheid lassenis de toekomstige ontwikkelingsrichting geworden. De zogenaamde "hoogrendementslastechnologie" verwijst in wezen naar een verzameling technologieën zoals hogesnelheidslassen, lassen met een hoge afzettingssnelheid en lassen met een hoog lasrendement.

(1) Benaderingen om de lasefficiëntie te verbeteren

Het verbeteren van de efficiëntie van lasproductie omvat twee aspecten: ten eerste lassen met een hoge afzettingssnelheid, gericht op het verhogen van de smeltsnelheid van het lasmateriaal. Dit vereist het smelten van meer lasmateriaal per tijdseenheid en wordt voornamelijk gebruikt voor het lassen van dikke platen, met een afzettingssnelheid tot 30 kg/u. Ten tweede lassen met hoge snelheid, gericht op het verhogen van de lassnelheid. Het uitgangspunt hierbij is het verhogen van de lasstroom terwijl de lassnelheid toeneemt, terwijl de warmte-inbreng bij het lassen nagenoeg gelijk blijft. Dit wordt voornamelijk gebruikt voor het lassen van dunne platen, met een lassnelheid die ongeveer 3 tot 8 keer hoger ligt dan bij gewoon CO₂-beschermd lassen.

Op basis van de huidige onderzoeks- en ontwikkelingsactiviteiten en de toepassing in de productie, zijn er de volgende benaderingen om de efficiëntie van het lasproces te verbeteren:

• Verbeter de maximale smeltsnelheid van de lasdraad door verschillende combinaties van beschermgassen te gebruiken om de lasafzettingssnelheid te verhogen.
• Gebruik hybride warmtebronnen om de lasefficiëntie te verbeteren, zoals laser-booghybridelassen, laser-plasmabooghybridelassen, enzovoort.
• Gebruik meeraderige of gloeidraadtoevoer om de efficiëntie van het lasproces te verbeteren, zoals gasbeschermd lassen met twee draden (of meerdere draden), onderpoederlassen met meerdere draden, gasbeschermd lassen met gloeidraad, enzovoort.
• Gebruik de unieke chemische eigenschappen van actieve elementen om het vermogen van de boog om door te dringen te vergroten, de doorsnede van de las te verkleinen en de lasefficiëntie te verbeteren, zoals bij A-TIG-lassen, A-laserprocessen, enz.
• Verklein de groefgrootte om de dwarsdoorsnede van de las te verkleinen en de hoeveelheid afgezette metaal te verminderen, bijvoorbeeld bij lassen met een smalle spleet.
• Gebruik speciale uitgangsgolfvormen van lasstroombronnen om de lassnelheid te verhogen.

Momenteel is de internationale definitie vanhoogrendements metaalactiefgas (MAG)-lassen(zie DVS-nr. 0909-1) is: voor een draad met een diameter van 1,2 mm wordt MAG-lassen met een draadaanvoersnelheid van meer dan 15 m/min of een afzettingssnelheid van meer dan 8 kg/u hoogrendements-MAG-lassen genoemd. De afzettingsefficiëntie van sommige hoogrendements-MAG-lasprocessen kan 20 kg/u bereiken.

(2) Hoogrendements MAG-lasmaterialen

Momenteel is een van de meest gebruikte methoden om de afzettingsefficiëntie van MAG-lassen te verbeteren, het vervangen van massieve draden door gevulde draden. Het gebruik van metalen gevulde draden met ijzerpoeder kan de afzettingsefficiëntie met meer dan 50% verhogen ten opzichte van massieve draden. Daarnaast kan het aanpassen van de samenstelling van het beschermgas de afzettingsefficiëntie van de draad aanzienlijk verbeteren.

• Massieve draden zijn geschikt voor diameters van 1,0-1,2 mm. Te dunne draden zijn moeilijk aan te passen aan snelle draadaanvoer vanwege onvoldoende stijfheid; terwijl draden met een diameter groter dan 1,2 mm zelfs bij hoge stroomsterkte moeilijk een stabiele roterende boogoverdracht produceren.
• Gevulde lasdraden kunnen diameters van 1,2 tot 1,6 mm hebben. Zowel metaalgevulde als slakvormende gevulde lasdraden maken MAG-lassen met grote lasparameters zeer efficiënt. Vooral bij metaalgevulde draden, dankzij de hoge vulgraad van metaalpoeder (tot 45%), kan de smeltsnelheid van de draad bij gebruik van een 1,6 mm diameter metaalgevulde draad met een lasstroom van 380 A en een lasspanning van 38 V oplopen tot 9,6 kg/u.

De druppeloverdracht van metaalgevulde draden is vergelijkbaar met die van massieve draden. Gevulde draden kunnen worden gelast in de vorm van conventionele sproeioverdracht en snelle kortsluitingsoverdracht, maar kunnen geen roterende boogoverdracht produceren. De maximale draadaanvoersnelheid van rutielgevulde draden kan 30 m/min bereiken, en de bovengrens van de draadaanvoersnelheid van basisgevulde draden ligt rond de 45 m/min, met een smeltsnelheid van de draad tot 20 kg/u.

(3) Soorten druppeloverdracht bij MAG-lassen met hoge efficiëntie

Bij conventioneel MAG-lassen verandert de druppeloverdrachtsvorm naarmate de lasstroom toeneemt van kortsluitingsoverdracht, bolvormige overdracht naar sproeioverdracht. Onder de voorwaarde dat een goede lasvorming wordt gegarandeerd, ligt de grensstroom voor druppelsproeioverdracht rond de 400 A.

Bij MAG-lassen met een hoge afzettingssnelheid kan, door de fysische eigenschappen van meercomponenten beschermgassen optimaal te benutten en de draadlengte op passende wijze te vergroten, de smeltsnelheid van de draad aanzienlijk worden verhoogd in het hoge stroom- en hoogspanningsbereik van onconventioneel MAG-lassen. Tegelijkertijd ondergaat ook de druppeloverdrachtsmorfologie essentiële veranderingen. De basisvormen hiervan zijn: gewone sproeioverdracht, snelle kortsluitingsoverdracht, roterende sproeioverdracht en snelle sproeioverdracht.

• Gewone sproeiboog: Op het gebied vanhogesnelheidslassenDe draadaanvoersnelheid van de sproeiboog ligt tussen de 15 en 20 m/min.
• Hogesnelheids kortsluitingsboogEen snelle kortsluitingsboog wordt verkregen door de lasspanning te verlagen en de droge verlenging te vergroten binnen een draadaanvoersnelheid van 15-20 m/min. Door de verhoging van de droge verlenging tot 40 mm wordt het uiteinde van de draad zachter en begint het te roteren, met een afwijking van 1-2 mm ten opzichte van de draadas. Het roterende draaduiteinde produceert periodieke kortsluitingsboogoverdracht aan beide zijden van de las.
• Roterende sproeiboogEen roterende boog ontstaat wanneer het uiteinde van de draad door een hoge stroomsterkte wordt verzacht en door de boogkracht wordt afgebogen. Voor draden met een diameter van 1-2 mm is een draadaanvoersnelheid van 25 m/min of hoger vereist, en de equivalente minimale lasstroom bedraagt ​​ongeveer 450 A. De totale afwijking van het vrije uiteinde van de draad ten opzichte van de draadas bedraagt ​​enkele millimeters, wat tijdens het lassen met het blote oog waarneembaar is.
• HogesnelheidssproeiboogHet wordt gekenmerkt door axiale overdracht van druppels, met een draadaanvoersnelheid van meer dan 20 m/min, waarbij de druppelgrootte ongeveer gelijk is aan de draaddiameter. Vergeleken met de één-voor-één overdracht van druppels in de boog, heeft dit proces het beste effect. Het druppelscheidingsproces herhaalt zich op dezelfde manier en een smalle, geconcentreerde en heldere plasmastraal is kenmerkend voor de hogesnelheidssproeiboog. Wanneer het verzachte draadeinde naar beneden komt, neemt de booglengte af en verbreedt de plasmaboogkolom zich, waarna een vloeistofbrug wordt gevormd tussen de gesmolten druppel en het draadeinde. Deze vloeistofbrug wordt continu samengedrukt onder invloed van de elektromagnetische contractiekracht, waardoor de boog breder wordt. Wanneer de brug tussen het draadeinde en de druppel klein genoeg is, vormt zich plasma rond de brug. Op het moment dat de brug breekt, ontbrandt de hogesnelheidssproeiboog opnieuw, waardoor een smalle en geconcentreerde plasmastraal ontstaat. Bij de hogesnelheidssproeiboog kan de laswortel, vanwege de diepe maar smalle penetratievorm, niet volledig met gesmolten metaal worden gevuld.