Johdatus suuritehoiseen laserkaarihybridihitsaukseen

Laserkaarihybridihitsausg on laserhitsausmenetelmä, joka yhdistää lasersäteen ja valokaaren hitsaukseen. Lasersäteen ja kaaren yhdistelmä osoittaa täysin hitsausnopeuden, tunkeutumissyvyyden ja prosessin vakauden merkittävän parantumisen. 1980-luvun lopulta lähtien suuritehoisten lasereiden jatkuva kehittäminen on edistänyt laserkaarihybridihitsaustekniikan kehitystä. Sellaiset ongelmat kuin materiaalin paksuus, materiaalin heijastavuus ja rakojen siltauskyky eivät enää ole esteitä hitsaustekniikalle. Sitä on käytetty menestyksekkäästi keskipaksujen materiaaliosien hitsauksessa.

Laserkaarihybridihitsaustekniikka

Laserkaarihybridihitsausprosessissa lasersäde ja kaari toimivat vuorovaikutuksessa yhteisessä sulassa altaassa tuottaen kapeita ja syviä hitsejä, mikä parantaa tuottavuutta, kuten kuvassa 1 näkyy.

Kuva 1 Laserkaarihybridihitsausprosessikaavio

Laserkaarihybridihitsauksen perusperiaatteet

Laserhitsaus tunnetaan erittäin kapeasta lämpövaikutusvyöhykkeestään, ja sen lasersäde voidaan kohdistaa pienelle alueelle kapeiden ja syvien hitsausten tuottamiseksi, joilla voidaan saavuttaa suurempi hitsausnopeus, mikä vähentää lämmöntuottoa ja vähentää lämpömuodonmuutosten mahdollisuutta. hitsatut osat. Laserhitsauksella on kuitenkin huono rakojen siltauskyky, joten työkappaleen kokoamisessa ja reunan valmistelussa vaaditaan suurta tarkkuutta. Laserhitsaus on erittäin vaikeaa hitsattaessa erittäin heijastavia materiaaleja, kuten alumiinia, kuparia ja kultaa. Sitä vastoin kaarihitsausprosessilla on erinomainen rakojen siltauskyky, korkea sähköinen hyötysuhde ja se voi tehokkaasti hitsata materiaaleja, joilla on korkea heijastavuus. Kuitenkin alhainen energiatiheys kaarihitsauksen aikana hidastaa hitsausprosessia, mikä johtaa suureen lämpömäärään hitsausalueelle ja aiheuttaa hitsattujen osien lämpömuodonmuutoksia. Siksi suuritehoisen lasersäteen käyttö syväläpäisyhitsaukseen ja kaaren synergia korkealla energiatehokkuudella, jonka hybridivaikutus korvaa prosessin puutteet ja täydentää sen etuja, kuten kuvassa 2 näkyy.

Laserhitsauksen haittoja ovat huono raon siltauskyky ja korkeat vaatimukset työkappaleen kokoonpanolle; Valokaarihitsauksen haittoja ovat alhainen energiatiheys ja matala sulamissyvyys hitsattaessa paksuja levyjä, mikä synnyttää suuren määrän lämpöä hitsausalueelle ja aiheuttaa hitsattujen osien lämpömuodonmuutoksia. Näiden kahden yhdistelmä voi vaikuttaa ja tukea toisiaan ja korvata toistensa hitsausprosessin viat, antaen täyden pelin lasersyväsulatuksen ja kaarihitsauskannen eduille, saavuttaen pienen lämmöntuoton, pienen hitsin muodonmuutoksen edut, nopea hitsausnopeus ja korkea hitsauslujuus, kuten kuvassa 3. Laserhitsauksen, kaarihitsauksen ja laserkaarihybridihitsauksen vaikutusten vertailu keskipaksuille ja paksuille levyille on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1 Keskikokoisten ja paksujen levyjen hitsausvaikutusten vertailu

Kuva 3 Laserkaarihybridihitsauksen prosessikaavio

Mavenlaser-kaarihybridihitsauskotelo

Mavenlaser-kaarihybridihitsauslaitteet koostuvat pääasiassa aRobotin käsi, laser, jäähdytin, ahitsauspää, kaarihitsauksen virtalähde jne. kuvan 4 mukaisesti.

Laserkaarihybridihitsauksen sovellusalueet ja kehitystrendit

Sovelluskentät

Kun suuritehoinen lasertekniikka kehittyy, laserkaarihybridihitsausta käytetään laajasti eri aloilla. Sen etuna on korkea hitsaustehokkuus, korkea rakonsietokyky ja syvä hitsauksen tunkeutuminen. Se on suositeltu hitsausmenetelmä keskipaksuille ja paksuille levyille. Se on myös hitsausmenetelmä, joka voi korvata perinteisen hitsauksen laajamittaisen laitevalmistuksen alalla. Sitä käytetään laajalti teollisuuden aloilla, kuten konepajakoneissa, silloissa, konteissa, putkissa, laivoissa, teräsrakenteissa ja raskaassa teollisuudessa.