Onderzoek naar laserbooglassen van composietmaterialen voor het stomplassen van T-verbindingen in middeldikke platen van 10 mm.

De scheepsbouw is een belangrijke pijlerindustrie van het land. Binnen deze industrie is het lassen van verbindingen een belangrijk onderdeel, waarbij T-verbindingen bijna 70% van het totaal uitmaken. Traditionele T-verbindingen worden meestal met booglassen gemaakt, maar deze methode kent een aantal problemen die niet te negeren zijn, zoals onnauwkeurige vorming, lage lasefficiëntie, een groot warmtebeïnvloed gebied en relatief ondiepe lassen. De laser-booglastechnologie heeft, vanwege de hoge energiedichtheid, veel aandacht getrokken. Deze technologie biedt voordelen zoals een lage warmte-inbreng, hoge lassnelheid, lassen met een grote diepte-breedteverhouding, een smal warmtebeïnvloed gebied en geringe lasvervorming. Het gebruik van laser-booglassen voor T-verbindingen kan efficiënte en esthetisch aantrekkelijke resultaten opleveren, met minder lasvervorming en superieure mechanische eigenschappen van de lasverbindingen.

Lasproces:

Reiniging van het werkstuk: Omdat er tijdens het lasproces oxidefilms en vlekken in de las kunnen ontstaan, worden de oxidefilms op het lasoppervlak vóór de montage met een haakse slijper afgeslepen om het lasresultaat te voorkomen. Daarnaast worden de werkstukken gereinigd en gedroogd met watervrije ethanol om olievlekken van het oppervlak te verwijderen.

Het werkstuk vastklemmen: Met behulp van speciaal ontworpen klemmen worden de twee werkstukken onder een hoek van 90° samengevoegd tot een experimenteel werkstuk. De twee testplaten worden respectievelijk de vlakke plaat en de verticale plaat genoemd.

Groefvorm: Als de T-vormige verbinding geen groef heeft, zal de las geen ondersnijding vertonen, wat de verwerkingskosten verlaagt en de productie-efficiëntie verbetert; als er wel een groef wordt aangebracht, zal de las met de groef ondersnijding vertonen vanwege de extra ruimte die moet worden opgevuld.

Laserstraal en hellingshoek van het paneel: De hoek waaronder de laserstraal het paneel raakt, heeft invloed op de laspenetratie. Een geschikte hellingshoek zorgt voor een grotere laspenetratie, waardoor het paneel en het lijf van het lijf goed aan elkaar hechten bij de laswortel.

Procesparameters: Laservermogen: 9 kW; draadaanvoersnelheid: 10 m/min; lassnelheid: 70 cm/min; daarnaast hebben de zijwaartse gasaanvoer en de gasstroom ook invloed op het lasproces.

De invloed van laser-booglassen op T-verbindingen:

(1) Laskwaliteit: De laser-elektrische booglastechnologie kan een hoge energiedichtheid leveren, waardoor het lasproces diepgaander en geconcentreerder wordt. Dit helpt bij het bereiken van een diepe penetratie van de las, waardoor de kwaliteit en sterkte van de las verbeteren. Bij T-vormige verbindingen heeft de kwaliteit van de las direct invloed op de sterkte en stabiliteit van de gehele constructie.

(2) Hoge efficiëntie en nauwkeurigheid: De laser-elektrische booglastechnologie kenmerkt zich door een hoge efficiëntie en nauwkeurige controle. Bij het lassen van T-vormige verbindingen kunnen de hoge efficiëntie van de lassnelheid en de nauwkeurige lascontrole de consistentie van de laskwaliteit waarborgen en tegelijkertijd de productie-efficiëntie verbeteren.

(3) Vermindering van de warmtebeïnvloede zone: De hoge energiedichtheid van laserlassen helpt de warmtebeïnvloede zone te verkleinen, dat wil zeggen het gebied dat tijdens het lasproces wordt verhit. Door de warmtebeïnvloede zone te verkleinen, kan de thermische vervorming van het materiaal worden verminderd, waardoor de geometrische nauwkeurigheid van de verbinding wordt verbeterd.

(4) Controle van de lasvorm: Deze lastechnologie maakt een nauwkeurigere controle van de lasvorm mogelijk, waardoor de verbindingsdelen van de dwarsbalk en de langsbalk beter kunnen worden gecontroleerd en de lasvorm aan de ontwerpvereisten voldoet.

Samenvattend biedt de laser-booglastechnologie voordelen bij de vervaardiging van T-vormige verbindingen, verbetert de laskwaliteit en de verwerkingsefficiëntie, verkleint de warmtebeïnvloede zone en wordt breed toegepast in de machinebouw.