Лазерно-дуговая гибридная сваркаg — это метод лазерной сварки, сочетающий лазерный луч и дугу. Сочетание лазерного луча и дуги в полной мере демонстрирует значительное улучшение скорости сварки, глубины проплавления и стабильности процесса. С конца 1980-х годов непрерывное развитие мощных лазеров способствовало развитию технологии гибридной лазерно-дуговой сварки. Такие проблемы, как толщина материала, отражательная способность материала и способность перекрывать зазоры, больше не являются препятствиями для этой технологии сварки. Она успешно применяется для сварки деталей из материалов средней толщины.
Технология гибридной лазерно-дуговой сварки
В процессе гибридной лазерно-дуговой сварки лазерный луч и дуга взаимодействуют в общей расплавленной ванне, образуя узкие и глубокие сварные швы, что повышает производительность, как показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема процесса гибридной лазерно-дуговой сварки.
Основные принципы лазерно-дуговой гибридной сварки
Лазерная сварка известна своей очень узкой зоной термического воздействия, а лазерный луч может быть сфокусирован на небольшой площади для получения узких и глубоких сварных швов, что позволяет достигать более высоких скоростей сварки, тем самым снижая тепловыделение и уменьшая вероятность термической деформации свариваемых деталей. Однако лазерная сварка имеет плохую способность перекрывать зазоры, поэтому требуется высокая точность при сборке заготовки и подготовке кромок. Лазерная сварка очень сложна для сварки материалов с высокой отражательной способностью, таких как алюминий, медь и золото. В отличие от этого, дуговая сварка обладает превосходной способностью перекрывать зазоры, высокой электрической эффективностью и может эффективно сваривать материалы с высокой отражательной способностью. Однако низкая плотность энергии во время дуговой сварки замедляет процесс сварки, что приводит к большому тепловому воздействию в зоне сварки и вызывает термическую деформацию свариваемых деталей. Поэтому использование мощного лазерного луча для глубокопроплавленной сварки и синергия дуги с высокой энергетической эффективностью, гибридный эффект которых компенсирует недостатки процесса и дополняет его преимущества, как показано на рисунке 2.
Недостатками лазерной сварки являются плохая способность перекрывать зазоры и высокие требования к сборке заготовки; недостатками дуговой сварки являются низкая плотность энергии и малая глубина плавления при сварке толстых пластин, что приводит к большому тепловому воздействию в зоне сварки и вызывает термическую деформацию свариваемых деталей. Сочетание этих двух методов может влиять и поддерживать друг друга, компенсируя недостатки каждого из них, позволяя в полной мере использовать преимущества лазерного глубокого плавления и дуговой сварки, обеспечивая преимущества малого теплового воздействия, малой деформации сварного шва, высокой скорости сварки и высокой прочности сварного шва, как показано на рисунке 3. Сравнение эффектов лазерной сварки, дуговой сварки и гибридной лазерно-дуговой сварки на пластинах средней и большой толщины представлено в таблице 1.
Таблица 1. Сравнение сварочных свойств пластин средней и большой толщины.
Рисунок 3. Схема процесса гибридной лазерно-дуговой сварки.
Пример гибридной дуговой сварки Mavenlaser
Оборудование для гибридной дуговой сварки Mavenlaser в основном состоит изРоботизированная рукалазер, чиллер,сварочная головкаисточник питания для дуговой сварки и т. д., как показано на рисунке 4.
Области применения и тенденции развития гибридной лазерно-дуговой сварки
Области применения
По мере развития технологий мощных лазеров, гибридная лазерно-дуговая сварка широко применяется в различных областях. Она обладает преимуществами высокой эффективности сварки, высокой точности зазоров и глубокого проплавления. Это предпочтительный метод сварки для средних и толстых листов. Также это метод сварки, который может заменить традиционную сварку в области крупномасштабного машиностроения. Он широко используется в таких отраслях промышленности, как машиностроение, мосты, контейнеры, трубопроводы, суда, стальные конструкции и тяжелая промышленность.
Дата публикации: 07.06.2024
