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1+1>2的焊接工艺——激光-电弧复合焊特色及运用

2019-06-11 09:44
来历: 锐科激光

在当今的轨迹交通、船只制作等职业,中、大厚度的钢板焊接需求越来越多。近年来,为促进我国船只工业开展,国家相继出台优先开展高技能船只、高附加值船只,加速船只工业转型晋级等方针,并且世界造船的趋势也向着大型化、多样、高档化开展。焊接技能是船只加工制作以及船只工业开展中的一项关键技能,焊接工时约占到建船总工时的30%~40%。焊接出产功率和焊接质量直接影响到船只加工制作的出产周期、成本费用以及船体质量等。因而,高效优质的船只焊接技能是完成我国船只工业转型晋级的重要影响要素,也是前进我国船企世界竞争力的重要要素。

别的,跟着我国铁路列车职业的高速开展,列车的不断提速,作为轨迹车辆重要部件的转向架承载了更大的动载荷,这对转向架技能提出了更高的要求,转向架构架在规划、资料、工艺上有必要不断的开展前进以满意功能的要求,焊接接头的质量成为了确保转向架构架质量的重要环节之一,因而,更优化的焊接办法是必要条件。

激光-电弧复合焊接应需而生

激光-电弧复合焊接作为一种新的焊接技能,它是运用激光和电弧作为两层热源,一起作用在同一熔池,构成激光引导并安稳电弧,电弧前进金属对激光吸收率,增强熔滴过渡桥接才能的一种焊接办法,充分发挥了激光焊和电弧焊的优势,又弥补了各自的缺乏。尤其是在中、大厚度的资料焊接方面,复合焊接技能具有更大的优势。因为传统的焊接办法会存在比如接头强度低、功率低、变形严峻、焊材耗费量大等缺点;并且选用单激光焊接也存在一些缺乏,比如接头安装工艺要求高、焊接才能受激光功率的限制大、桥接才能差、焊缝咬边严峻等。

激光-电弧复合焊作为一种新式的焊接办法,它具有以下三个明显特色:

1)前进能量运用率,增加焊缝一次熔透深度、焊接速度;

2)下降工件安装要求;

3)前进焊缝质量,改进焊缝成型;

激光-电弧复合焊接可完成1+1>2

激光-电弧复合焊接有多种形式,包含Laser-MAG/MIG复合焊接、Laser-TIG复合焊接、激光-等离子弧复合焊接等,其间现阶段常用的激光光源光纤激光器半导体激光器。例如锐科接连光纤激光器4000W、6000W及光纤输出半导体激光器4000W。

锐科高功率光纤激光器

锐科高功率半导体激光器

Laser-MAG复合焊接,有两个焊接热源,分别是激光和MAG电弧,独自作为热源焊接时均可构成有用熔池,可是熔池的特征不一样:激光焊接熔池的特征是“深而窄”,开口面积小,深度大,不利于焊缝成型;MAG电弧焊接熔池的特征是“浅而宽”,开口面积大,深度小,有利于焊缝成型,桥接才能强。在Laser-MAG复合焊接进程中两个热源一起作用于母材,两个热源之间存在着相互影响,并且两个熔池之间也存在着相互影响,最终会构成一种新的复合熔池,该复合熔池一起具有激光熔池的“大深度”和电弧熔池的“大面积”,这种复合熔池的深度大、焊缝成型较好、桥接才能强,一起,因为MAG电弧焊接时有焊丝填充,并且焊丝品种能够挑选,所以能够针对母材自身的功能缺点,挑选适宜的焊丝增加到焊接进程中,然后在微观层面上对焊缝的抗裂性、抗疲劳性、耐蚀性、耐磨性等方面进行有意图性的改进。除此之外,在整个焊接进程中,有两个热源作用于母材,其间的相互影响是能够增大熔深,完成“1+1>2”的作用,因而激光-电弧复合焊接的单次熔透才能会明显前进。最终,激光-电弧复合焊接能够完成多道堆叠焊接,能够完成大厚度资料的焊接,并且因为电弧的原因上下焊道以及侧壁的熔合才能十分强。

运用范畴广泛

跟着激光-电弧复合焊接技能的开展,其运用规模越来越广泛,尤其是在国外运用较多,而在国内运用很少,具有宽广的远景,其运用的首要范畴有以下几个:

1)船只制作

在一切制作业中,造船业是激光-电弧复合焊接技能最大的受益者。欧洲的一些船厂为了保持其在高附加值造船业上的优势,广泛选用激光-电弧复合焊这一技能,在厚板焊接运用中,极大的前进了焊接质量和出产功率。具有典型代表含义的是德国的Meyer造船厂现已悉数选用激光-电弧复合焊接办法进行轮船的焊接。

2)轿车工业

德国率先将激光-电弧复合焊接技能运用于轿车的车门、侧围等部件的衔接制作,学者Graf T等人在轿车焊接世界论坛上的陈述《激光复合焊在群众和奥迪轿车上的运用[C]》中有介绍称在群众辉腾轿车的前门上共有66条焊缝,焊缝总长度达4.98m,其间有48条激光-电弧复合焊缝;奥迪A8轿车的车体结构总复合焊接长度达到了4.5m。

新能源轿车正在蓬勃开展,其动力中心是动力电池,为了下降全体车重,动力电池的托盘一般都挑选运用铝合金制作,托盘是组装焊接,每个托盘的焊缝多达数十条焊缝,并且焊缝强度要求高,焊接功率要求高,传统弧焊及惯例的激光焊接很难满意要求,而激光-电弧复合焊接是十分契合需求的衔接办法。

3)石油化工工业

据石油运送管道的激光-MAG电弧复合焊接工艺研讨发现,焊后与独自运用激光作为热源进行比照,选用激光-电弧复合焊可增加20%的熔深,焊接进程愈加安稳,有少数飞溅,焊缝成型较好,具有杰出熔宽比,无咬边、未交融等焊接缺点,焊后经X射线探伤气孔操控在必定规模内,不影响焊接接头质量,满意工程要求。

选用Laser-MIG复合焊对油罐进行焊接,因为激光的参加使焊缝熔深得到了很大的前进,然后能够进行单面焊,避免了双面焊给操作带来的不方便。不仅在焊缝质量得到了前进,还在前进焊接功率及出产才能方面取的巨大的打破。现在,激光-电弧复合焊已广泛运用于德国油罐制作业中。

4)航空航天范畴

在航天范畴,在中厚板高强钢的焊接中也开端选用激光-MIG/MAG电弧复合焊接技能,完成了7mm厚3CrMnSiA无预热激光-MAG电弧复合焊接,大幅度地下降了工人劳动强度和前进了焊接出产功率。

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