Лазерно-гибридная сварка
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( ноябрь 2013 г. ) |
Лазерно-гибридная сварка — это вид сварочного процесса, сочетающий в себе принципы лазерной и дуговой сварки . [1]
Комбинация лазерного света и электрической дуги в объединенном процессе сварки существует с 1970-х годов, но лишь недавно стала использоваться в промышленности. Существует три основных типа процесса гибридной сварки, в зависимости от используемой дуги: TIG , плазменная дуговая сварка или MIG усиленная лазерная сварка . В то время как TIG-лазерная сварка была первой, которая была исследована, MIG стала первой, которая была внедрена в промышленность и широко известна как гибридная лазерная сварка.
Если раньше лазерным источникам еще приходилось доказывать свою пригодность для промышленного использования, то сегодня они являются стандартным оборудованием на многих производственных предприятиях.Сочетание лазерной сварки с другим процессом сварки называется «гибридным процессом сварки». Это означает, что лазерный луч и электрическая дуга действуют одновременно в одной зоне сварки, воздействуя и поддерживая друг друга.
Лазер
[ редактировать ]Лазерная сварка требует не только высокой мощности лазера, но и высококачественного луча для достижения желаемого «эффекта глубокой сварки». Полученное в результате более высокое качество луча можно использовать либо для получения меньшего диаметра фокуса, либо для увеличения 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 . Углекислотный лазер также можно использовать, когда луч передается через линзу или зеркало.
Лазерно-гибридный процесс
[ редактировать ]При сварке металлических предметов лазерный луч фокусируется до интенсивности более 1 МВт/см. 2 . При попадании лазерного луча на поверхность материала это пятно нагревается до температуры испарения, и в металле шва за счет выходящих паров металла образуется паровая полость. Это известно как замочная скважина. Отличительной особенностью сварного шва является его высокое соотношение глубины к ширине. Плотность потока энергии свободно горящей дуги чуть более 100 кВт/см. 2 . В отличие от двойного процесса, при котором последовательно действуют два отдельных процесса сварки, гибридную сварку можно рассматривать как комбинацию обоих процессов сварки, действующих одновременно в одной и той же технологической зоне. В зависимости от типа используемой дуговой или лазерной обработки и в зависимости от параметров процесса две системы будут по-разному влиять друг на друга.
Сочетание лазерного процесса и дугового процесса приводит к увеличению глубины провара и скорости сварки (по сравнению с каждым процессом в отдельности). Пары металла, выходящие из паровой полости, воздействуют на плазму дуги. Поглощение лазерного излучения в обрабатывающей плазме остается незначительным. В зависимости от соотношения двух энерговложений характер всего процесса может в основном определяться либо лазером, либо дугой.
На поглощение лазерного излучения существенное влияние оказывает температура поверхности детали. Прежде чем начать процесс лазерной сварки, необходимо преодолеть первоначальный коэффициент отражения, особенно на алюминиевых поверхностях. Этого можно добиться путем предварительного нагрева материала. В гибридном процессе дуга нагревает металл, помогая лазерному лучу проникнуть внутрь. После достижения температуры испарения образуется паровая полость, и почти вся энергия излучения может быть передана заготовке. Таким образом, необходимая для этого энергия определяется зависящим от температуры поглощением и количеством энергии, теряемой за счет проводимости в остальную часть заготовки. При лазерно-гибридной сварке с использованием MIG испарение происходит не только с поверхности заготовки, но и с присадочной проволоки, поэтому доступно больше паров металла, способствующих поглощению лазерного излучения.
Усталостное поведение
[ редактировать ]За прошедшие годы было проведено большое количество исследований для понимания усталостного поведения, особенно для новых методов, таких как лазерно-гибридная сварка, но знания по-прежнему ограничены. Лазерно-гибридная сварка — это передовая технология сварки, которая создает узкие глубокие сварные швы и обеспечивает большую свободу в управлении геометрией поверхности сварного шва. Поэтому анализ усталости и прогнозирование срока службы гибридных сварных соединений стали более важными и являются предметом постоянных исследований.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Граф Т. «Усовершенствования приводов VW в области лазерной гибридной сварки» . Сварочный журнал . Архивировано из оригинала 12 декабря 2008 года . Проверено 18 ноября 2013 г.
