Laserkaarikomposiittihitsaustekniikan tutkimus 10 mm:n keskipaksujen levyjen T-liitosten hitsaukseen

Laivanrakennusteollisuus on maan tärkeä tukipilariteollisuudenala. Tällä teollisuudenalalla liitosten hitsaus on tärkeä projekti, josta T-tyypin liitosten osuus on lähes 70 %. Perinteisissä T-tyypin liitoksissa käytetään yleensä kaarihitsausta, mutta tällä menetelmällä on joitakin ongelmia, joita ei voida sivuuttaa, kuten epätarkka muotoilu, alhainen hitsaustehokkuus, suuri lämpövaikutusalue ja suhteellisen matalat hitsit. Laser-sähkökaarikomposiittihitsaustekniikka on korkean energiatiheytensä ansiosta herättänyt paljon huomiota. Sen etuja ovat alhainen lämmöntuonti, suuri hitsausnopeus, suuri syvyys-leveyssuhde hitsauksissa, kapea lämpövaikutusalue ja pieni hitsauksen muodonmuutos. Laser-sähkökaarikomposiittihitsaustekniikan käytöllä T-tyypin liitosten hitsauksessa voidaan saavuttaa tehokkaita, esteettisesti miellyttäviä tuloksia pienemmällä hitsausmuodonmuutoksella ja hitsattujen liitosten erinomaisella mekaanisella ominaisuuksilla. Samalla hitsattujen liitosten mekaaniset ominaisuudet ovat myös paremmat.

Hitsausprosessi:

Työkappaleen puhdistus: Koska oksidikalvoja ja tahroja voi päästä hitsiin hitsausprosessin aikana, hitsausvaikutuksen häiriintymisen estämiseksi hitsien pinnan oksidikalvot hiotaan kulmahiomakoneella ennen kokoonpanoa, ja työkappaleet puhdistetaan ja kuivataan vedettömällä etanolilla öljytahrojen poistamiseksi työkappaleen pinnalta.

Työkappaleen kiinnittäminen: Kaksi työkappaletta kootaan 90° kulmassa kokeellisen työkappaleen muodostamiseksi erityisesti suunniteltujen kiinnittimien avulla. Kahta testilevyä kutsutaan vastaavasti tasolevyksi ja pystylevyksi.

Uran muoto: Jos T-tyypin liitoksessa ei ole uraa, hitsissä ei ole alileikkausvirheitä, ja se myös alentaa prosessointikustannuksia ja parantaa tuotantotehokkuutta. Jos ura avataan, urassa oleva hitsi on alileikkausta, koska täyttötilaa on enemmän.

Lasersäde ja paneelin kaltevuuskulma: Lasersäteen kulma paneeliin nähden vaikuttaa hitsauksen tunkeumaan. Sopiva kaltevuuskulma suurentaa hitsauksen tunkeumaa, jolloin paneeli ja verkon verkko voidaan sulattaa hyvin yhteen hitsauksen juuressa.

Prosessiparametrit: Laserteho: 9 kW; langansyöttönopeus: 10 m/min; hitsausnopeus: 70 cm/min; lisäksi sivulle puhallettava kaasu ja kaasun virtaus vaikuttavat myös hitsausprosessiin.

Laser-sähkökaarihitsaustekniikan vaikutus T-tyypin liitoksiin:

(1) Hitsauksen laatu: Laser-sähkökaarihitsaustekniikka mahdollistaa suuren energiatiheyden, mikä tekee hitsausprosessista syvällisemmän ja keskittyneemmän. Tämä auttaa saavuttamaan hitsin syvän tunkeutumisen, mikä parantaa hitsin laatua ja lujuutta. T-tyypin liitoksissa hitsin laatu vaikuttaa suoraan koko rakenteen lujuuteen ja vakauteen.

(2) Korkea hyötysuhde ja tarkkuus: Laser-sähkökaarikomposiittihitsaustekniikalla on korkea hyötysuhde ja tarkka ohjaus. T-tyypin liitosten hitsauksessa hitsausnopeuden korkea hyötysuhde ja tarkka hitsauksen ohjaus voivat varmistaa hitsauksen laadun tasaisuuden ja samalla parantaa tuotannon tehokkuutta.

(3) Lämpövaikutusvyöhykkeen pienentäminen: Laserhitsauksen korkea energiatiheys auttaa pienentämään lämpövaikutusvyöhykettä eli hitsausprosessin aikana lämpenevää aluetta. Lämpövaikutusvyöhykkeen pienentäminen voi vähentää materiaalin lämpömuodonmuutosta ja parantaa siten liitoksen geometrista tarkkuutta.

(4) Hitsausmuodon hallinta: Tämä hitsaustekniikka voi hallita hitsin muotoa tarkemmin, mikä tarkoittaa, että poikkipalkin ja pitkittäispalkin liitososia voidaan hallita paremmin ja varmistaa, että hitsin muoto täyttää suunnitteluvaatimukset.

Yhteenvetona voidaan todeta, että laser-sähkökaarikomposiittihitsaustekniikalla on etuja T-tyypin liitosten valmistuksessa, se voi parantaa hitsauksen laatua ja prosessoinnin tehokkuutta sekä vähentää lämpövaikutusvyöhykettä, ja sitä käytetään laajalti konepajateollisuuden valmistuksessa.