Υβριδική συγκόλληση με τόξο λέιζερΤο g είναι μια μέθοδος συγκόλλησης με λέιζερ που συνδυάζει δέσμη λέιζερ και τόξο για συγκόλληση. Ο συνδυασμός δέσμης λέιζερ και τόξου καταδεικνύει πλήρως τη σημαντική βελτίωση στην ταχύτητα συγκόλλησης, το βάθος διείσδυσης και τη σταθερότητα της διαδικασίας. Από τα τέλη της δεκαετίας του 1980, η συνεχής ανάπτυξη λέιζερ υψηλής ισχύος έχει προωθήσει την ανάπτυξη της τεχνολογίας υβριδικής συγκόλλησης με τόξο λέιζερ. Ζητήματα όπως το πάχος του υλικού, η ανακλαστικότητα του υλικού και η ικανότητα γεφύρωσης κενών δεν αποτελούν πλέον εμπόδια για την τεχνολογία συγκόλλησης. Έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στη συγκόλληση υλικών μεσαίου πάχους.
Τεχνολογία υβριδικής συγκόλλησης με τόξο λέιζερ
Στη διαδικασία υβριδικής συγκόλλησης με τόξο λέιζερ, η δέσμη λέιζερ και το τόξο αλληλεπιδρούν σε μια κοινή λιωμένη δεξαμενή για να παράγουν στενές και βαθιές συγκολλήσεις, βελτιώνοντας έτσι την παραγωγικότητα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.
Σχήμα 1 Σχήμα διαδικασίας υβριδικής συγκόλλησης με τόξο λέιζερ
Βασικές Αρχές της Υβριδικής Συγκόλλησης με Λέιζερ
Η συγκόλληση με λέιζερ είναι γνωστή για την πολύ στενή ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και η δέσμη λέιζερ μπορεί να εστιαστεί σε μια μικρή περιοχή για να παράγει στενές και βαθιές συγκολλήσεις, οι οποίες μπορούν να επιτύχουν υψηλότερες ταχύτητες συγκόλλησης, μειώνοντας έτσι την εισροή θερμότητας και την πιθανότητα θερμικής παραμόρφωσης των συγκολλημένων εξαρτημάτων. Ωστόσο, η συγκόλληση με λέιζερ έχει κακή ικανότητα γεφύρωσης κενών, επομένως απαιτείται υψηλή ακρίβεια στη συναρμολόγηση του τεμαχίου εργασίας και στην προετοιμασία των άκρων. Η συγκόλληση με λέιζερ είναι πολύ δύσκολη για τη συγκόλληση υλικών υψηλής ανακλαστικότητας όπως το αλουμίνιο, ο χαλκός και ο χρυσός. Αντίθετα, η διαδικασία συγκόλλησης με τόξο έχει εξαιρετική ικανότητα γεφύρωσης κενών, υψηλή ηλεκτρική απόδοση και μπορεί να συγκολλήσει αποτελεσματικά υλικά με υψηλή ανακλαστικότητα. Ωστόσο, η χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα κατά τη συγκόλληση με τόξο επιβραδύνει τη διαδικασία συγκόλλησης, με αποτέλεσμα μεγάλη ποσότητα εισροής θερμότητας στην περιοχή συγκόλλησης και προκαλεί θερμική παραμόρφωση των συγκολλημένων εξαρτημάτων. Επομένως, η χρήση δέσμης λέιζερ υψηλής ισχύος για συγκόλληση βαθιάς διείσδυσης και η συνέργεια ενός τόξου με υψηλή ενεργειακή απόδοση, το υβριδικό αποτέλεσμα του οποίου αντισταθμίζει τα μειονεκτήματα της διαδικασίας και συμπληρώνει τα πλεονεκτήματά της, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.
Τα μειονεκτήματα της συγκόλλησης με λέιζερ είναι η χαμηλή ικανότητα γεφύρωσης κενών και οι υψηλές απαιτήσεις για τη συναρμολόγηση του τεμαχίου εργασίας. Τα μειονεκτήματα της συγκόλλησης με τόξο είναι η χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα και το μικρό βάθος τήξης κατά τη συγκόλληση παχιών πλακών, γεγονός που παράγει μεγάλη ποσότητα θερμότητας στην περιοχή συγκόλλησης και προκαλεί θερμική παραμόρφωση των συγκολλημένων μερών. Ο συνδυασμός των δύο μπορεί να επηρεάσει και να υποστηρίξει ο ένας τον άλλον και να αντισταθμίσει τα ελαττώματα της διαδικασίας συγκόλλησης ο ένας του άλλου, δίνοντας πλήρη αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων της βαθιάς τήξης με λέιζερ και της συγκόλλησης με τόξο κάλυψης, επιτυγχάνοντας τα πλεονεκτήματα της μικρής θερμικής εισόδου, της μικρής παραμόρφωσης συγκόλλησης, της γρήγορης ταχύτητας συγκόλλησης και της υψηλής αντοχής συγκόλλησης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3. Η σύγκριση των επιδράσεων της συγκόλλησης με λέιζερ, της συγκόλλησης με τόξο και της υβριδικής συγκόλλησης με τόξο λέιζερ σε πλάκες μεσαίου και παχιού πάχους παρουσιάζεται στον Πίνακα 1.
Πίνακας 1 Σύγκριση των αποτελεσμάτων συγκόλλησης πλακών μεσαίου και πάχους
Σχήμα 3 Διάγραμμα διαδικασίας υβριδικής συγκόλλησης με τόξο λέιζερ
Θήκη συγκόλλησης υβριδικού τόξου Mavenlaser
Ο εξοπλισμός υβριδικής συγκόλλησης Mavenlaser με τόξο αποτελείται κυρίως από έναΡομποτικό βραχίονα, ένα λέιζερ, ένα ψυκτικό συγκρότημα, ένακεφαλή συγκόλλησης, μια πηγή ισχύος συγκόλλησης με τόξο κ.λπ., όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.
Πεδία εφαρμογής και τάσεις ανάπτυξης της υβριδικής συγκόλλησης με τόξο λέιζερ
Πεδία εφαρμογής
Καθώς η τεχνολογία λέιζερ υψηλής ισχύος ωριμάζει, η υβριδική συγκόλληση με τόξο λέιζερ χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς. Έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης συγκόλλησης, της υψηλής ανοχής κενού και της βαθιάς διείσδυσης συγκόλλησης. Είναι η προτιμώμενη μέθοδος συγκόλλησης για πλάκες μεσαίου και πάχους. Είναι επίσης μια μέθοδος συγκόλλησης που μπορεί να αντικαταστήσει την παραδοσιακή συγκόλληση στον τομέα της κατασκευής εξοπλισμού μεγάλης κλίμακας. Χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικούς τομείς όπως μηχανήματα, γέφυρες, εμπορευματοκιβώτια, αγωγούς, πλοία, χαλύβδινες κατασκευές και βαριά βιομηχανία.
Ώρα δημοσίευσης: 07 Ιουνίου 2024
