Kimpalan Hibrid Arka Laser

Jan 09, 2024

Dalam industri transit rel, pembinaan kapal dan industri lain hari ini, terdapat peningkatan permintaan untuk kimpalan plat keluli ketebalan sederhana dan besar. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, bagi menggalakkan pembangunan industri pembinaan kapal, negara secara berturut-turut telah memperkenalkan dasar seperti memberi keutamaan kepada pembangunan kapal berteknologi tinggi dan kapal bernilai tambah tinggi, mempercepatkan transformasi dan menaik taraf industri pembinaan kapal. , dan trend pembinaan kapal dunia juga sedang bergerak ke arah pembangunan berskala besar, pelbagai dan mewah. Teknologi kimpalan ialah teknologi utama dalam pemprosesan dan pembuatan kapal dan pembangunan industri pembinaan kapal. Waktu kerja kimpalan menyumbang kira-kira 30% hingga 40% daripada jumlah jam kerja pembinaan kapal. Kecekapan pengeluaran kimpalan dan kualiti kimpalan secara langsung mempengaruhi kitaran pengeluaran, kos dan kualiti badan pemprosesan dan pembuatan kapal. Oleh itu, teknologi kimpalan kapal yang cekap dan berkualiti tinggi merupakan faktor penting dalam merealisasikan transformasi dan menaik taraf industri pembinaan kapal, dan juga merupakan faktor penting dalam meningkatkan daya saing antarabangsa syarikat pembinaan kapal.

Di samping itu, dengan perkembangan pesat industri kereta api dan pecutan berterusan kereta api, bogie, sebagai komponen penting kenderaan rel, membawa beban dinamik yang lebih besar, yang mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk teknologi bogie. Bingkai bogie dalam reka bentuk, Bahan dan proses mesti terus dibangunkan dan ditambah baik untuk memenuhi keperluan prestasi. Kualiti sambungan dikimpal telah menjadi salah satu pautan penting untuk memastikan kualiti bingkai bogie. Oleh itu, kaedah kimpalan yang lebih optimum adalah syarat yang diperlukan.

640

Kimpalan Hibrid Arka Laser

Sebagai teknologi kimpalan baharu, kimpalan hibrid laser-arka menggunakan laser dan arka sebagai sumber haba dwi, yang bertindak pada kolam lebur yang sama pada masa yang sama untuk membentuk arka berpandukan laser dan stabil. Arka meningkatkan kadar penyerapan laser logam dan meningkatkan pemindahan dan penyambungan titisan cair. Kaedah kimpalan berkebolehan yang memberikan permainan sepenuhnya kepada kelebihan kimpalan laser dan kimpalan arka dan menebus kekurangan masing-masing. Terutama dalam kimpalan bahan ketebalan sederhana dan besar, teknologi kimpalan hibrid mempunyai kelebihan yang lebih besar. Kerana kaedah kimpalan tradisional mempunyai kekurangan seperti kekuatan sendi yang rendah, kecekapan rendah, ubah bentuk yang serius, dan penggunaan bahan kimpalan yang besar; dan kimpalan laser tunggal juga mempunyai beberapa kelemahan, seperti keperluan proses pemasangan bersama yang tinggi dan keupayaan kimpalan yang dihadkan oleh kuasa laser. Keupayaan penyambung yang besar dan lemah, pemotongan kimpalan yang serius, dsb.

Sebagai kaedah kimpalan baharu, kimpalan hibrid arka laser mempunyai tiga ciri penting berikut:
1) Meningkatkan penggunaan tenaga, meningkatkan kedalaman penembusan kimpalan dan kelajuan kimpalan;
2) Kurangkan keperluan pemasangan bahan kerja;
3) Meningkatkan kualiti kimpalan dan meningkatkan pembentukan kimpalan.

Kesan Kimpalan yang Lebih Baik

Terdapat banyak bentuk kimpalan hibrid laser-arka, termasuk kimpalan hibrid Laser-MAG/MIG, kimpalan hibrid Laser-TIG, kimpalan hibrid arka laser-plasma, dll. Antaranya, sumber cahaya laser yang biasa digunakan pada peringkat ini ialah laser gentian. dan laser semikonduktor. Contohnya, laser gentian berterusan Raycus 4000W, 6000W dan laser semikonduktor keluaran gentian 4000W.

Kimpalan hibrid Laser-MAG mempunyai dua sumber haba kimpalan iaitu laser dan arka MAG. Apabila digunakan sebagai sumber haba tunggal untuk kimpalan, kolam lebur yang berkesan boleh dibentuk, tetapi ciri-ciri kolam lebur adalah berbeza: ciri-ciri kolam lebur kimpalan laser adalah "dalam dan sempit" ", kawasan pembukaan adalah kecil dan kedalamannya besar, yang tidak kondusif untuk pembentukan kimpalan; kolam lebur kimpalan arka MAG dicirikan sebagai "cetek dan lebar", kawasan pembukaannya besar dan kedalaman kecil, yang kondusif untuk pembentukan kimpalan dan mempunyai keupayaan merapatkan yang kuat.

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". Oleh itu, takat lebur tunggal kimpalan hibrid laser-arka ialah Kapasiti penembusan akan dipertingkatkan dengan ketara. Akhirnya, kimpalan hibrid laser-arka boleh mencapai kimpalan bertindan berbilang laluan dan kimpalan bahan ketebalan yang besar, dan keupayaan gabungan manik kimpalan atas dan bawah dan dinding sisi sangat kuat disebabkan oleh arka.

Pelbagai Aplikasi

Pembuatan Kapal
Di antara semua industri pembuatan, industri pembinaan kapal merupakan penerima terbesar teknologi kimpalan hibrid laser-arka. Untuk mengekalkan kelebihan mereka dalam industri pembinaan kapal dengan nilai tambah yang tinggi, beberapa limbungan kapal Eropah telah menggunakan teknologi kimpalan hibrid laser-arka secara meluas, yang telah meningkatkan kualiti kimpalan dan kecekapan pengeluaran dengan banyak dalam aplikasi kimpalan plat tebal. Lazim dan mewakili adalah Limbungan Meyer di Jerman telah menggunakan kaedah kimpalan hibrid laser-arka untuk kimpalan kapal.

Industri Auto
Jerman menerajui penggunaan teknologi kimpalan hibrid laser-arka kepada pembuatan sambungan pintu kereta, panel sisi dan komponen lain. Scholar Graf T dan yang lain melaporkan di Forum Kimpalan Automobil Antarabangsa "Aplikasi Kimpalan Hibrid Laser dalam Kereta Volkswagen dan Audi [C ]" Dilaporkan terdapat 66 kimpalan di pintu hadapan sedan Volkswagen Phaeton, dengan jumlah panjang 4.98m, termasuk 48 kimpalan komposit laser-arka; jumlah panjang kimpalan komposit rangka badan sedan Audi A8 ialah 4.5m.

Kenderaan tenaga baharu sedang berkembang pesat, dan teras kuasa mereka ialah bateri kuasa. Untuk mengurangkan berat keseluruhan kenderaan, dulang bateri kuasa biasanya diperbuat daripada aloi aluminium. Dulang dipasang dan dikimpal, dan setiap dulang mempunyai berpuluh-puluh kimpalan. , dan keperluan untuk kekuatan kimpalan dan kecekapan kimpalan adalah tinggi. Kimpalan arka tradisional dan kimpalan laser konvensional sukar untuk memenuhi keperluan, dan kimpalan hibrid laser-arka adalah kaedah sambungan yang memenuhi keperluan dengan sangat baik.

Industri Petrokimia
Menurut penyelidikan mengenai proses kimpalan hibrid laser-MAG pada saluran paip pengangkutan minyak, didapati bahawa berbanding dengan menggunakan laser sahaja sebagai sumber haba selepas kimpalan, kimpalan hibrid laser-arka boleh meningkatkan kedalaman penembusan sebanyak 20%, dan kimpalan proses lebih stabil dengan sedikit percikan. Jahitan terbentuk dengan baik, mempunyai nisbah lebur-ke-lebar yang baik, dan tidak mempunyai kecacatan kimpalan seperti potongan terkecil atau kekurangan gabungan. Selepas kimpalan, liang-liang dikawal dalam julat tertentu oleh pemeriksaan sinar-X, yang tidak menjejaskan kualiti sambungan yang dikimpal dan memenuhi keperluan kejuruteraan.

Kimpalan hibrid Laser-MIG digunakan untuk mengimpal tangki minyak. Oleh kerana penambahan laser, kedalaman penembusan kimpalan bertambah baik, supaya kimpalan satu sisi boleh dilakukan, mengelakkan kesulitan yang disebabkan oleh kimpalan dua belah. Bukan sahaja kualiti kimpalan telah dipertingkatkan, tetapi juga penemuan besar telah dibuat dalam meningkatkan kecekapan kimpalan dan kapasiti pengeluaran. Pada masa ini, kimpalan hibrid laser-arka telah digunakan secara meluas dalam industri pembuatan tangki minyak Jerman.

Medan Aeroangkasa
Dalam bidang aeroangkasa, teknologi kimpalan hibrid arka laser-MIG/MAG juga telah mula digunakan dalam kimpalan plat sederhana tebal dan keluli berkekuatan tinggi, mencapai kimpalan hibrid arka laser-MAG 7mm tebal 3CrMnSiA tanpa pemanasan awal, yang sangat mengurangkan intensiti buruh pekerja dan Peningkatan kecekapan pengeluaran kimpalan.

Terlaris

laser welding 2