01 Soldagem composta por arco laser de placas espessas
A soldagem de placas espessas (espessura maior ou igual a 20 mm) na indústria aeroespacial, embarcações marítimas, transporte ferroviário e outras áreas importantes da fabricação de equipamentos de grande porte desempenha um papel fundamental. Esses componentes são geralmente caracterizados por grandes espessuras, formas de juntas complexas e ambientes de serviço. A qualidade da soldagem tem impacto direto no desempenho e na vida útil do equipamento. Os métodos tradicionais de soldagem com proteção a gás apresentam desafios como baixa eficiência de soldagem, alto consumo de energia e altas tensões residuais devido às velocidades lentas de soldagem e sérios problemas de respingos, tornando difícil atender aos requisitos de fabricação cada vez maiores. No entanto, a tecnologia de soldagem composta por arco a laser é diferente da tecnologia de soldagem tradicional porque integra com sucesso as vantagens da soldagem a laser e da soldagem a arco e é caracterizada por uma grande profundidade de fusão, velocidade de soldagem rápida, alta eficiência e melhor qualidade de solda, conforme mostrado na Figura 1. Portanto, esta tecnologia atraiu atenção generalizada e começou a ser aplicada em algumas áreas-chave.
02 Pesquisa de soldagem composta por arco a laser de placa espessa
Instituto Norueguês de Tecnologia Industrial e Universidade Sueca de Ciência e Tecnologia de Lule para aço microligado de alta resistência e baixa liga com 45 mm de espessura, o estudo do caso de 15 kW de uniformidade de organização de junta soldada composta. A Universidade de Osaka e o Instituto Central Egípcio de Metalurgia usando laser de fibra de 20 kW, para realizar uma pesquisa de processo de soldagem composta por laser de passagem única de placa espessa (25 mm), usando a parte inferior do revestimento inferior para resolver o problema da protuberância inferior. A empresa Denmark Force Technology usou dois lasers de disco de 16 kW em série para realizar o caso de 32 kW de pesquisa de processo de soldagem de chapa de aço com 40 mm de espessura, indicando que se espera que a soldagem a arco a laser de alta potência seja usada na soldagem de torres de energia eólica offshore, como mostrado na Figura 2. Soldagem Ha no primeiro a dominar o laser sólido de alta potência - tecnologia de núcleo de soldagem de fonte de calor composta de arco de eletrodo fundido e tecnologia de integração de equipamentos, o primeiro laser sólido de alta potência bem-sucedido - soldagem composta de arco de eletrodo fundido de fio duplo tecnologia e equipamentos para a indústria de fabricação de equipamentos de alta qualidade da China.
De acordo com o status de pesquisa da soldagem composta a laser - arco de placa espessa no país e no exterior pode ser visto, o método de soldagem composta a laser - arco e a combinação de bisel com folga estreita podem realizar a soldagem de placa espessa. Quando a potência do laser é aumentada para mais de 10,{3}} watts, sob a irradiação do laser de alta energia, o comportamento de vaporização do material, o processo de interação entre o laser e o plasma, o estado estacionário da poça fundida o fluxo, o mecanismo de transferência de calor e o comportamento metalúrgico da costura de solda sofrerão diferentes graus de mudança. Com o aumento da potência para mais de 10,{6}} watts, o aumento da densidade de potência aumentará o grau de vaporização na região próxima ao pequeno buraco, fazendo com que a força de recuo afete diretamente o pequeno buraco e a estabilidade do pequeno buraco. fluxo da poça fundida, provocando assim uma mudança no processo de soldagem, a implementação do laser e seu processo de soldagem composta tem um impacto não negligenciável. Essas características do fenômeno do processo de soldagem, em certo grau, refletem direta ou indiretamente a estabilidade do processo de soldagem, podendo até determinar a qualidade da solda. O efeito de acoplamento das duas fontes de calor, laser e arco, pode fazer com que as duas fontes de calor dêem pleno desempenho às suas próprias características, para obter melhor do que um único efeito de soldagem a laser e soldagem a arco. Faça o método de soldagem e o método de soldagem por autofusão a laser em comparação com a adaptabilidade de lacuna e espessura soldável e outras vantagens, em comparação com o método de soldagem de fio de preenchimento a laser de lacuna estreita para chapa grossa tem uma alta eficiência de fusão de fio e bom efeito de fusão chanfrada e outras vantagens . Além disso, a atração do laser pelo arco aumenta a estabilidade do arco, tornando a soldagem híbrida laser-arco mais rápida do que a soldagem a arco tradicional e a soldagem com fio de enchimento a laser, com eficiência de soldagem relativamente alta.
Soldagem híbrida arco-laser
03 Aplicações de soldagem híbrida arco-laser de alta potência
A tecnologia de soldagem composta por arco a laser de alta potência tem uma ampla gama de aplicações na indústria naval. Estaleiro alemão Meyer estabelecerá linha de produção de soldagem composta por laser de CO2 de 12 kW, para o casco da placa plana e soldagem de barras de reforço, para obter formação de solda de filete de 20 m de comprimento, o grau de deformação é reduzido em 2/3. GE desenvolveu laser de fibra - sistema de soldagem de arco composto, a potência máxima de saída de 20kW, soldando os porta-aviões Sara toga dos EUA, economizando 800 toneladas de metal de solda, reduzindo 80% das horas-homem. 80% do tempo de trabalho, conforme mostrado na Figura 3. O CSBC 725 adota um sistema de soldagem composto de arco a laser de alta potência com laser de fibra de 20 kW, que pode reduzir a deformação da soldagem em 60% e aumentar a eficiência da soldagem em 300%. O estaleiro Shanghai Waigaoqiao adota laser de fibra de 16 kW de alta potência - sistema de soldagem composta de arco, a linha de produção adota a nova tecnologia de processo de soldagem composta a laser + soldagem MAG, para alcançar a soldagem de placa de aço de 4-25 mm de espessura de um lado único - passe soldagem moldagem dupla face. A tecnologia de soldagem composta a laser de alta potência em veículos blindados tem uma ampla gama de aplicações, suas características de soldagem: grande espessura de soldagem de estrutura metálica complexa, menor custo, fabricação de alta eficiência.
A tecnologia de soldagem composta por arco laser de alta potência foi inicialmente aplicada em vários setores industriais e se tornará um meio importante de fabricação eficiente de grandes estruturas com espessuras de parede médias e grandes. Atualmente, faltam pesquisas sobre o mecanismo de soldagem de compósitos arco-laser de alta potência, que precisa ser ainda mais fortalecido, como a interação entre o plasma fototrópico e o arco e a interação entre o arco e a poça fundida . O processo de soldagem composta a laser de alta potência ainda existe em muitas questões não resolvidas, como janela estreita do processo, organização da solda e propriedades mecânicas de não uniformidade, o controle de qualidade da soldagem é mais complexo. Com o aumento gradual da potência de saída do laser de nível industrial, a tecnologia de soldagem composta a laser de alta potência se desenvolverá rapidamente, e uma variedade de novas tecnologias de soldagem composta a laser continuarão a surgir. Localização, em larga escala, inteligente será o desenvolvimento futuro de equipamentos de soldagem a laser de alta potência é uma tendência importante.
