Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гибридная лазерная сварка - это сварочный процесс, сочетающий в себе принципы лазерной и дуговой сварки . [1]

Сочетание лазерного излучения и электрической дуги в объединенном сварочном процессе существует с 1970-х годов, но только недавно было использовано в промышленных приложениях. В зависимости от используемой дуги существует три основных типа гибридного процесса сварки: TIG , плазменная дуга или MIG с добавлением лазерной сварки. В то время как лазерная сварка TIG была первой исследованной, MIG первой вошла в промышленность и широко известна как гибридная лазерная сварка.

Если раньше лазерным источникам еще нужно было доказать свою пригодность для промышленного использования, то сегодня они являются стандартным оборудованием на многих производственных предприятиях. Комбинация лазерной сварки с другим процессом сварки называется «гибридным процессом сварки». Это означает, что лазерный луч и электрическая дуга действуют одновременно в одной зоне сварки, влияя и поддерживая друг друга.

Лазер [ править ]

Для лазерной сварки требуется не только высокая мощность лазера, но и высококачественный луч для получения желаемого «эффекта глубокой сварки». Полученное в результате более высокое качество луча можно использовать для получения меньшего диаметра фокуса или большего фокусного расстояния. Для этого процесса используются различные типы лазеров, в частности Nd: YAG, где лазерный свет может передаваться через стекловолокно с водяным охлаждением. Луч проецируется на заготовку с помощью коллимирующей и фокусирующей оптики . Лазер на углекислом газе также можно использовать, когда луч проходит через линзы или зеркала.

Лазерно-гибридный процесс [ править ]

При сварке металлических предметов лазерный луч фокусируется для получения интенсивности более 1 МВт / см 2 . Когда лазерный луч попадает на поверхность материала, это пятно нагревается до температуры испарения, и в металле сварного шва образуется паровая полость из-за выходящих паров металла. Это называется замочной скважиной. Необычной особенностью сварного шва является его высокое отношение глубины к ширине. Плотность потока энергии свободно горящей дуги немногим более 100 кВт / см 2.. В отличие от двойного процесса, в котором последовательно действуют два отдельных процесса сварки, гибридную сварку можно рассматривать как комбинацию обоих процессов сварки, действующих одновременно в одной и той же зоне процесса. В зависимости от типа используемой дуги или лазерного процесса и в зависимости от параметров процесса две системы будут влиять друг на друга по-разному.

Комбинация лазерного процесса и дугового процесса приводит к увеличению глубины проплавления и скорости сварки (по сравнению с каждым процессом по отдельности). Пар металла, выходящий из паровой полости, действует на плазму дуги. Поглощение лазерного излучения в обрабатывающей плазме остается незначительным. В зависимости от соотношения двух подводимых мощностей характер всего процесса может в основном определяться либо лазером, либо дугой.

На поглощение лазерного излучения существенно влияет температура поверхности детали. Перед началом процесса лазерной сварки необходимо преодолеть начальную отражательную способность, особенно для алюминия.поверхности. Этого можно добиться путем предварительного нагрева материала. В гибридном процессе дуга нагревает металл, помогая лазерному лучу проникать внутрь. После достижения температуры испарения образуется паровая полость, и почти вся энергия излучения может быть передана в заготовку. Таким образом, энергия, необходимая для этого, определяется зависящим от температуры поглощением и количеством энергии, теряемой из-за проводимости в остальной части заготовки. При гибридной лазерной сварке с использованием MIG испарение происходит не только с поверхности заготовки, но и с присадочной проволоки, поэтому имеется больше паров металла для облегчения поглощения лазерного излучения.

Усталостное поведение [ править ]

За прошедшие годы было проведено множество исследований, чтобы понять поведение при усталости, особенно для новых методов, таких как гибридная лазерная сварка, но знания по-прежнему ограничены. Гибридная лазерная сварка - это передовая технология сварки, которая позволяет создавать узкие глубокие сварные швы и дает большую свободу в управлении геометрией поверхности шва. Поэтому анализ усталости и прогноз срока службы гибридных сварных соединений стал более важным и является предметом постоянных исследований.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Граф, Т. "Усовершенствования VW для лазерно-гибридных сварочных приводов" . Сварочный журнал . Архивировано из оригинала 12 декабря 2008 года . Проверено 18 ноября 2013 года .

См. Также [ править ]