Τόσο η συγκόλληση με δέσμη λέιζερ όσο και η συγκόλληση με τόξο χρησιμοποιούνται εδώ και πολύ καιρό για βιομηχανική παραγωγή και επιτρέπουν ένα ευρύ φάσμα χρήσεων στον τομέα της τεχνολογίας σύνδεσης υλικών. Κάθε μία από αυτές τις διαδικασίες έχει τους συγκεκριμένους τομείς εφαρμογής της, όπως περιγράφονται από τις φυσικές διαδικασίες μεταφοράς ενέργειας στο τεμάχιο εργασίας και από τις ροές ενέργειας που μπορούν να ληφθούν. Η ενέργεια μεταδίδεται από την πηγή δέσμης λέιζερ στο υλικό για επεξεργασία μέσω υπέρυθρης συνεκτικής ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας, χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο οπτικών ινών. Το τόξο μεταδίδει τη θερμότητα που απαιτείται για τη συγκόλληση μέσω ενός υψηλού ηλεκτρικού ρεύματος που ρέει στο τεμάχιο εργασίας μέσω μιας στήλης τόξου. Η ακτινοβολία λέιζερ οδηγεί σε μια πολύ στενή ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα με μεγάλη αναλογία βάθους συγκόλλησης προς πλάτος ραφής (φαινόμενο βαθιάς συγκόλλησης). Η ικανότητα γεφύρωσης κενών της διαδικασίας συγκόλλησης με λέιζερ είναι πολύ χαμηλή, λόγω της μικρής διαμέτρου εστίασης, αλλά από την άλλη πλευρά μπορεί να φτάσει σε πολύ υψηλές ταχύτητες συγκόλλησης. Η διαδικασία συγκόλλησης με τόξο έχει πολύ χαμηλότερη πυκνότητα ενέργειας, αλλά προκαλεί ένα μεγαλύτερο εστιακό σημείο στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας και χαρακτηρίζεται από χαμηλότερη ταχύτητα επεξεργασίας. Με τη συγχώνευση και των δύο αυτών διαδικασιών, μπορούν να επιτευχθούν χρήσιμες συνέργειες. Τελικά, αυτό καθιστά δυνατή την επίτευξη τόσο ποιοτικών πλεονεκτημάτων όσο και οφελών στην παραγωγή, καθώς και βελτιωμένης οικονομικής αποδοτικότητας. Αυτή η διαδικασία προσφέρει ενδιαφέρουσες και οικονομικά ελκυστικές εφαρμογές, τόσο στην αυτοκινητοβιομηχανία, κυρίως επειδή επιτρέπονται υψηλότερες ανοχές στις συγκολλήσεις, είναι δυνατά υψηλότερα ποσοστά σύνδεσης και μπορούν να επιτευχθούν πολύ καλές μηχανικές/τεχνολογικές παράμετροι.
1. Εισαγωγή:
Είναι γνωστός ο τρόπος συνδυασμού του φωτός λέιζερ και του τόξου σε μια ενιαία διαδικασία συγκόλλησης από τη δεκαετία του 1970, αλλά για μεγάλο χρονικό διάστημα έκτοτε, δεν έγινε καμία περαιτέρω αναπτυξιακή εργασία. Πρόσφατα, οι ερευνητές έστρεψαν ξανά την προσοχή τους σε αυτό το θέμα και προσπάθησαν να συνδυάσουν τα πλεονεκτήματα του τόξου με αυτά του λέιζερ, σε μια υβριδική διαδικασία συγκόλλησης. Ενώ στις αρχές, οι πηγές λέιζερ έπρεπε ακόμα να αποδείξουν την καταλληλότητά τους για βιομηχανική χρήση, σήμερα αποτελούν τυπικό τεχνολογικό εξοπλισμό σε πολλές κατασκευαστικές επιχειρήσεις.
Ο συνδυασμός συγκόλλησης με λέιζερ με μια άλλη διαδικασία συγκόλλησης αναφέρεται ως «υβριδική διαδικασία συγκόλλησης». Αυτό σημαίνει ότι μια δέσμη λέιζερ και ένα τόξο δρουν ταυτόχρονα σε μια ζώνη συγκόλλησης και επηρεάζουν και υποστηρίζουν το ένα το άλλο.
2. Λέιζερ:
Η συγκόλληση με λέιζερ απαιτεί όχι μόνο υψηλή ισχύ λέιζερ αλλά και δέσμη υψηλής ποιότητας για να επιτευχθεί το επιθυμητό «εφέ βαθιάς συγκόλλησης». Η προκύπτουσα υψηλότερη ποιότητα δέσμης μπορεί να αξιοποιηθεί είτε για να επιτευχθεί μικρότερη διάμετρος εστίασης είτε μεγαλύτερη εστιακή απόσταση.
Για τα αναπτυξιακά έργα που βρίσκονται σε εξέλιξη, χρησιμοποιείται ένα λέιζερ στερεάς κατάστασης με λάμπα και ισχύ δέσμης λέιζερ 4 kW. Το φως του λέιζερ μεταδίδεται μέσω υαλονήματος 600 µm.
Το φως λέιζερ μεταδίδεται μέσω μιας ίνας γυαλιού, της οποίας η αρχή και το τέλος ψύχονται με νερό. Η δέσμη λέιζερ προβάλλεται στο τεμάχιο εργασίας από μια μονάδα εστίασης με εστιακή απόσταση 200 mm.
3. Υβριδική διαδικασία λέιζερ:
Για τη συγκόλληση μεταλλικών τεμαχίων, η δέσμη λέιζερ Nd:YAG εστιάζεται σε εντάσεις άνω των 106W/cm2. Όταν η δέσμη λέιζερ χτυπά την επιφάνεια του υλικού, θερμαίνει αυτό το σημείο σε θερμοκρασία εξάτμισης και σχηματίζεται μια κοιλότητα ατμού στο μέταλλο συγκόλλησης λόγω των διαφυγόντων μεταλλικών ατμών. Το διακριτικό χαρακτηριστικό της ραφής συγκόλλησης είναι η υψηλή αναλογία βάθους προς πλάτος. Η πυκνότητα ροής ενέργειας του ελεύθερα καμένου τόξου είναι ελαφρώς πάνω από 104 W/cm2. Το Σχήμα 1 απεικονίζει τη βασική αρχή της υβριδικής συγκόλλησης. Η δέσμη λέιζερ
Η συγκόλληση, όπως απεικονίζεται εδώ, τροφοδοτεί το μέταλλο συγκόλλησης στο πάνω μέρος της ραφής, επιπλέον της θερμότητας από το τόξο. Σε αντίθεση με μια διαδοχική διαμόρφωση όπου δύο ξεχωριστές διαδικασίες συγκόλλησης λειτουργούν διαδοχικά, η υβριδική συγκόλληση μπορεί να θεωρηθεί ως ένας συνδυασμός και των δύο διαδικασιών συγκόλλησης που λειτουργούν ταυτόχρονα στην ίδια ζώνη διαδικασίας. Ανάλογα με το ποια διαδικασία τόξου ή λέιζερ χρησιμοποιείται και με τις παραμέτρους της διαδικασίας, οι διαδικασίες θα επηρεάζονται η μία από την άλλη σε διαφορετικό βαθμό και με διαφορετικούς τρόπους [1, 2].
Χάρη στον συνδυασμό της διαδικασίας λέιζερ και της διαδικασίας τόξου, υπάρχει επίσης αύξηση τόσο στο βάθος διείσδυσης της συγκόλλησης όσο και στην ταχύτητα συγκόλλησης (σε σύγκριση με οποιαδήποτε από τις δύο διαδικασίες που χρησιμοποιούνται ξεχωριστά). Οι μεταλλικοί ατμοί που διαφεύγουν από την κοιλότητα ατμών αλληλεπιδρούν με το πλάσμα τόξου. Η απορρόφηση της ακτινοβολίας λέιζερ Nd:YAG στο πλάσμα επεξεργασίας παραμένει αμελητέα. Ανάλογα με την αναλογία των δύο εισόδων ισχύος που επιλέγεται, ο χαρακτήρας της συνολικής διαδικασίας μπορεί να καθοριστεί σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό είτε από το λέιζερ είτε από το τόξο [3,4].
Σχήμα 1: Σχηματική αναπαράσταση: Συγκόλληση με LaserHybrid
Η απορρόφηση της ακτινοβολίας λέιζερ επηρεάζεται σημαντικά από τη θερμοκρασία της επιφάνειας του τεμαχίου. Πριν ξεκινήσει η διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ, πρέπει πρώτα να ξεπεραστεί η αρχική ανακλαστικότητα, ειδικά σε επιφάνειες αλουμινίου. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί ξεκινώντας τη συγκόλληση με ένα ειδικό πρόγραμμα εκκίνησης. Αφού επιτευχθεί η θερμοκρασία εξάτμισης, σχηματίζεται η κοιλότητα ατμού, με αποτέλεσμα σχεδόν όλη η ενέργεια ακτινοβολίας να μπορεί να εισαχθεί στο τεμάχιο. Η ενέργεια που απαιτείται για αυτό καθορίζεται έτσι από την απορρόφηση που εξαρτάται από τη θερμοκρασία και από την ποσότητα ενέργειας που χάνεται.
μέσω αγωγιμότητας στο υπόλοιπο τεμάχιο εργασίας. Στη συγκόλληση LaserHybrid, η εξάτμιση λαμβάνει χώρα όχι μόνο από την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας αλλά και από το σύρμα πλήρωσης, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχει διαθέσιμος περισσότερος μεταλλικός ατμός, ο οποίος με τη σειρά του διευκολύνει την είσοδο της ακτινοβολίας λέιζερ. Αυτό αποτρέπει επίσης την εγκατάλειψη της διαδικασίας [5, 6, 7, 8, 9].
4. Αυτοκινητοβιομηχανική εφαρμογή:
Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία χωροδικτυωτού πλαισίου, είναι δυνατή η μείωση βάρους κατά 43% σε σύγκριση με ένα χαλύβδινο αμάξωμα αυτοκινήτου.
Εικ. 2: Πρωτότυπο πλαίσιο Audi Space A2
Το πλαίσιο του Audi A2 Space αποτελείται από 30 μέτρα Laser (κίτρινες λωρίδες στο σχήμα 2) και μήκος συγκόλλησης MIG 20 μέτρα. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται 1700 πριτσίνια.
Σχήμα 3: Σύγκριση προφίλ και τεχνικών σύνδεσης στο Audi-A2
Το Σχήμα 4 δείχνει μια συγκολλημένη σύνδεση LaserHybrid ενός χυτού υλικού ALMg3 με ένα φύλλο υλικού AlMgSi. Το σύρμα πλήρωσης είναι AlSi5 και το αέριο θωράκισης που χρησιμοποιείται είναι Αργό. Με την αυξανόμενη ισχύ του λέιζερ, είναι δυνατή η βαθύτερη διείσδυση. Ο συνδυασμός της δέσμης λέιζερ με το τόξο με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνει μια μεγαλύτερη δεξαμενή συγκόλλησης από ό,τι με τη διαδικασία συγκόλλησης με δέσμη λέιζερ από μόνη της. Αυτό καθιστά δυνατή τη συγκόλληση εξαρτημάτων με μεγαλύτερα κενά.
Σχήμα 4: Επικαλυπτόμενη ένωση με διάκενο 0,5 mm
Στην αυτοκινητοβιομηχανία υπάρχουν πολλές εφαρμογές συγκόλλησης επικάλυψης χωρίς προετοιμασία αρμών. Προς το παρόν, η πιο σύγχρονη μέθοδος για αυτήν την εργασία συγκόλλησης είναι η διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ με κρύο σύρμα πλήρωσης, λόγω θερμής ρωγμάτωσης του κράματος AA 6xxx. Όταν η σύνδεση συγκολλάται με σύρμα πλήρωσης, μεγάλο μέρος της ενέργειας λέιζερ θα χαθεί για να λιώσει αυτό το σύρμα πλήρωσης.
Το επόμενο σχήμα αναπαριστά τις διαφορές μεταξύ της συγκόλλησης με LaserHybrid και της συγκόλλησης με Laser σε επικαλυπτόμενη σύνδεση με ταχύτητα συγκόλλησης 2,4 m/min. Στην περίπτωση της συγκόλλησης με λέιζερ, δεν υπάρχει δυνατότητα πλήρωσης της συγκολλητικής ταινίας και παράγεται υποκοπή. Επίσης, υπάρχει μόνο πολύ μικρή διείσδυση στο υλικό βάσης. Το πλάτος της συγκολλητικής ταινίας είναι πολύ μικρό και επομένως αναμένεται χαμηλή αντοχή σε εφελκυσμό. Στην περίπτωση της συγκόλλησης με LaserHybrid,
Επιπλέον υλικό μεταφέρεται στην δεξαμενή συγκόλλησης. Η εγκοπή γεμίζεται με το σύρμα από τη διαδικασία MIG και ένα μέρος της ενέργειας λέιζερ εξοικονομείται. Αυτή η εξοικονομούμενη ενέργεια λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της διείσδυσης στο υλικό βάσης και το πλάτος της συγκολλητικής χάντρας είναι μεγαλύτερο από το πάχος του υλικού, κάτι που απαιτείται από την αριθμητική προσομοίωση.
Σχήμα 5 Σύγκριση μεταξύ συγκόλλησης LaserHybrid και συγκόλλησης με λέιζερ χωρίς σύρμα πλήρωσης
Με τη διαδικασία συγκόλλησης LaserHybrid είναι δυνατή η συγκόλληση υλικών από αλουμίνιο, χάλυβες και ανοξείδωτους χάλυβες πάχους έως και 4 mm. Εάν το πάχος είναι πολύ υψηλό, η πλήρης διείσδυση δεν είναι δυνατή. Για τη σύνδεση υλικών με επικάλυψη ψευδαργύρου, είναι επίσης προτιμότερο να χρησιμοποιηθεί η διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ.
Περαιτέρω εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία είναι τα συστήματα μετάδοσης κίνησης, οι άξονες και τα αμαξώματα αυτοκινήτων, όπου η διαδικασία υβριδικής συγκόλλησης με λέιζερ μπορεί να είναι κατάλληλη.
Κεφαλή συγκόλλησης:
Η κεφαλή συγκόλλησης θα πρέπει να έχει μικρές γεωμετρικές διαστάσεις, ώστε να εξασφαλίζεται καλή προσβασιμότητα στα εξαρτήματα που πρόκειται να συγκολληθούν, ειδικά στον τομέα των αμαξωμάτων αυτοκινήτων. Επιπλέον, θα πρέπει να έχει σχεδιαστεί ώστε να επιτρέπει τόσο μια κατάλληλη αποσπώμενη σύνδεση με την κεφαλή του ρομπότ όσο και τη δυνατότητα ρύθμισης μεταβλητών διεργασίας όπως η εστιακή απόσταση και οι αποστάσεις απόκλισης του πυρσού σε όλες τις καρτεσιανές συντεταγμένες. Το Σχήμα 5 δείχνει την κεφαλή συγκόλλησης, ενώ η διεργασία βρίσκεται σε εξέλιξη. Το πιτσίλισμα που συμβαίνει κατά τη διάρκεια της διεργασίας συγκόλλησης οδηγεί σε αυξανόμενη ρύπανση του προστατευτικού γυαλιού. Το γυαλί χαλαζία είναι επικαλυμμένο και στις δύο πλευρές με ένα αντιανακλαστικό υλικό και προορίζεται για την προστασία του οπτικού συστήματος λέιζερ από ζημιές.
Ανάλογα με τον βαθμό λερώματος, οι πιτσιλιές που συσσωρεύονται στο γυαλί μπορούν να προκαλέσουν μείωση της ισχύος του λέιζερ που επηρεάζει το τεμάχιο εργασίας έως και 90%. Η μεγαλύτερη λερωμένη επιφάνεια γενικά οδηγεί στην καταστροφή του προστατευτικού γυαλιού, καθώς ένα τόσο μεγάλο ποσοστό της ακτινοβολούμενης ενέργειας απορροφάται στη συνέχεια από το ίδιο το γυαλί, προκαλώντας θερμικές καταπονήσεις στο γυαλί. Με αυτήν την κεφαλή συγκόλλησης και τον εξοπλισμό συγκόλλησης, είναι δυνατή η χρήση της για συγκόλληση με LaserHybrid, συγκόλληση με λέιζερ, συγκόλληση MSG καιΣυγκόλληση με θερμό σύρμα με λέιζερ.
Σχήμα 6: Κεφαλή συγκόλλησης και διαδικασία
5. Πλεονεκτήματα της υβριδικής συγκόλλησης με λέιζερ:
Τα ακόλουθα πλεονεκτήματα προκύπτουν από τη συγχώνευση τόξου και δέσμης λέιζερ: Πλεονεκτήματα της συγκόλλησης με LaserHybrid σε σχέση με τη συγκόλληση με λέιζερ:
• υψηλότερη σταθερότητα διεργασίας
• υψηλότερη γεφυρωσιμότητα
• βαθύτερη διείσδυση
• χαμηλότερο κόστος κεφαλαιουχικών επενδύσεων
• μεγαλύτερη ολκιμότητα
Πλεονεκτήματα της συγκόλλησης με LaserHybrid σε σχέση με τη συγκόλληση MIG:
• υψηλότερες ταχύτητες συγκόλλησης
• βαθύτερη διείσδυση σε υψηλότερες ταχύτητες συγκόλλησης
• χαμηλότερη θερμική ισχύς
• υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό
• στενότερες ραφές συγκόλλησης
Σχήμα 7: Πλεονεκτήματα του συνδυασμού των δύο διαδικασιών
Η διαδικασία συγκόλλησης με τόξο χαρακτηρίζεται από μια πηγή ενέργειας χαμηλού κόστους, καλή ικανότητα γεφύρωσης και από την ευκολία επηρεασμού της δομής με την προσθήκη μετάλλων πλήρωσης. Τα διακριτικά χαρακτηριστικά της διαδικασίας δέσμης λέιζερ, από την άλλη πλευρά, είναι το μεγάλο βάθος συγκόλλησης, η υψηλή ταχύτητα συγκόλλησης, το χαμηλό θερμικό φορτίο και οι στενές ραφές συγκόλλησης που επιτυγχάνει. Πάνω από μια ορισμένη πυκνότητα δέσμης, η δέσμη λέιζερ παράγει ένα «φαινόμενο βαθιάς συγκόλλησης» σε μεταλλικά υλικά που επιτρέπει τη συγκόλληση εξαρτημάτων με μεγαλύτερο πάχος τοιχώματος - υπό την προϋπόθεση ότι η ισχύς του λέιζερ είναι επαρκώς υψηλή. Η συγκόλληση με υβριδικό λέιζερ επιτυγχάνει έτσι υψηλότερες ταχύτητες συγκόλλησης, σταθεροποίηση της διαδικασίας λόγω της αλληλεπίδρασης μεταξύ του τόξου και της δέσμης λέιζερ, αυξημένη θερμική απόδοση και μεγαλύτερες ανοχές στο τεμάχιο εργασίας. Επειδή η δεξαμενή συγκόλλησης είναι μικρότερη από ό,τι στη διαδικασία MIG, υπάρχει λιγότερη θερμική είσοδος και επομένως μικρότερη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα. Αυτό σημαίνει λιγότερη συγκόλληση.
παραμόρφωση, η οποία μειώνει την ποσότητα των επόμενων εργασιών ευθυγράμμισης μετά τη συγκόλληση που πρέπει να γίνουν.
Όπου υπάρχουν δύο ξεχωριστές δεξαμενές συγκόλλησης, η επακόλουθη θερμική είσοδος από το τόξο σημαίνει ότι η δέσμη λέιζερ – η συγκολλημένη περιοχή – ειδικά στην περίπτωση του χάλυβα – υποβάλλεται σε επεξεργασία σκλήρυνσης μετά τη συγκόλληση, κατανέμοντας τις τιμές σκληρότητας πιο ομοιόμορφα σε όλη τη ραφή. Το Σχήμα 6 συνοψίζει τα πλεονεκτήματα της συνδυασμένης (δηλαδή υβριδικής) διαδικασίας.
Ερχόμενοι τώρα στα οικονομικά πλεονεκτήματα της υβριδικής συγκόλλησης έναντι της συγκόλλησης με λέιζερ, μπορούν να γίνουν οι ακόλουθες δηλώσεις: Η ραφή συγκόλλησης αποτελείται εν μέρει από μια συγκόλληση με λέιζερ και εν μέρει από μια συγκόλληση MIG. Η υβριδική διαδικασία καθιστά δυνατή τη μείωση της ισχύος της δέσμης λέιζερ, πράγμα που σημαίνει ότι η κατανάλωση ενέργειας της πηγής λέιζερ μπορεί να μειωθεί σημαντικά, καθώς η συσκευή δέσμης λέιζερ έχει απόδοση μόνο 3%. Με άλλα λόγια: Μια μείωση 1 kW στην ισχύ της δέσμης λέιζερ που επηρεάζει το τεμάχιο εργασίας οδηγεί σε μείωση περίπου 35 kVA στην ισχύ που καταναλώνεται από το ηλεκτρικό δίκτυο.
Μια συσκευή δέσμης λέιζερ κοστίζει περίπου 0,1 εκατομμύριο ευρώ για κάθε 1 kWισχύς δέσμης λέιζερΓια να αναφέρουμε μόνο ένα παράδειγμα, σε περίπτωση που η αξιοποίηση της υβριδικής διαδικασίας καθιστά δυνατή τη χρήση συσκευής δέσμης λέιζερ 2 kW αντί για συσκευή με ισχύ δέσμης 4 kW, αυτό έχει ως αποτέλεσμα εξοικονόμηση 0,2 εκατομμυρίων ευρώ σε επενδυτικές δαπάνες. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι για την υβριδική διαδικασία θα χρειαστεί μια μηχανή MIG κόστους περίπου 20.000 ευρώ.
Χάρη στην υψηλότερη ταχύτητα συγκόλλησης, τόσο οι χρόνοι κατασκευής όσο και το κόστος συγκόλλησης μπορούν να μειωθούν.
6. Συγκόλληση με LaserHotwire:
Μια άλλη δυνατότητα συνδυασμού της δέσμης λέιζερ με ένα καλώδιο πλήρωσης είναι η διαδικασία LaserHotwire [10]. Σε αυτήν τη διαδικασία, το καλώδιο πλήρωσης προθερμαίνεται με την ίδια πηγή ενέργειας, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί γιαΔιαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ υβριδικής τεχνολογίαςΤο σύρμα πλήρωσης έχει φορτίο ρεύματος από 100 A έως 220 A. Η ταχύτητα τροφοδοσίας του σύρματος εξαρτάται από τη διατομή της χάντρας συγκόλλησης και από την ταχύτητα συγκόλλησης. Η συγκόλληση προσφέρει, μέσω της ποσότητας μετάλλου πλήρωσης, ένα υλικό χύτευσης που μπορεί να ολοκληρωθεί πιο εύκολα από ό,τι σε συγκρίσιμες ραφές συγκόλλησης. Μέσω της συγκόλλησης φύλλων, οι εργασίες επισκευής μπορούν να πραγματοποιηθούν με ευκολότερο τρόπο από ό,τι θα συνέβαινε με συγκολλημένες ενώσεις. Ένα πλεονέκτημα της συγκόλλησης με LaserHotwire είναι η καλή αντοχή στη διάβρωση της ζώνης συγκόλλησης.
Ως μέταλλα πλήρωσης, χρησιμοποιούνται φθηνά κράματα με βάση τον χαλκό, όπως το SG-CuSi3, και το αργό χρησιμεύει ως αέριο θωράκισης.
Σχήμα 8: Σχηματική αναπαράστασηΣυγκόλληση με θερμό σύρμα με λέιζερ:
Το επόμενο σχήμα δείχνει την διατομή ενός υλικού συγκολλημένου με Laser Hot wire. Το υλικό με επικάλυψη ψευδαργύρου συγκολλάται με ταχύτητα 3 m/min και το σύρμα πλήρωσης έχει φορτίο ρεύματος 205 A. Η είσοδος θερμότητας είναι πολύ χαμηλή, επομένως η χαμηλή παραμόρφωση είναι το αποτέλεσμα της διαδικασίας συγκόλλησης.
7. Σύνοψη:
Η υβριδική συγκόλληση με λέιζερ είναι μια εντελώς νέα τεχνολογία που προσφέρει συνέργειες για ευρέα πεδία εφαρμογής στις μεταλλουργικές βιομηχανίες, ειδικά όπου δεν είναι δυνατό ή οικονομικά βιώσιμο να επιτευχθούν οι ανοχές των εξαρτημάτων που απαιτούνται για...συγκόλληση με δέσμη λέιζερΤο πολύ ευρύτερο φάσμα εφαρμογών και η υψηλή δυνατότητα της συνδυασμένης διαδικασίας οδηγούν σε βελτιωμένη ανταγωνιστικότητα όσον αφορά τις μειωμένες επενδυτικές δαπάνες, τους μικρότερους χρόνους κατασκευής, το χαμηλότερο κόστος κατασκευής και την υψηλότερη παραγωγικότητα.
Η διαδικασία LaserHybrid προσφέρει επίσης μια νέα προσέγγιση στη συγκόλληση αλουμινίου. Ωστόσο, μια σταθερή διαδικασία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην πράξη κατέστη δυνατή σχετικά πρόσφατα, χάρη στις υψηλότερες διαθέσιμες ισχύς εξόδου των λέιζερ στερεάς κατάστασης. Πολυάριθμες μελέτες έχουν εξετάσει τα βασικά στοιχεία των διαδικασιών συγκόλλησης με λέιζερ-τόξο-υβρίδιο. Με τον όρο «διαδικασία υβριδικής συγκόλλησης», εννοούμε τον συνδυασμό συγκόλλησης με δέσμη λέιζερ και διαδικασίας συγκόλλησης με τόξο, με μόνο μία ζώνη επεξεργασίας (πλάσμα και τήγμα). Βασικές ερευνητικές μελέτες έχουν δείξει ότι είναι δυνατή μια διαδικασία στην οποία - συνδυάζοντας τις δύο διαδικασίες - μπορούν να επιτευχθούν συνέργειες και τα μειονεκτήματα κάθε ξεχωριστής διαδικασίας μπορούν να αντισταθμιστούν, με αποτέλεσμα βελτιωμένες δυνατότητες συγκόλλησης, συγκολλησιμότητα και αξιοπιστία συγκόλλησης για πολλά διαφορετικά υλικά και κατασκευές. Συγκεκριμένα, αυτό έχει αποδειχθεί για κράματα αλουμινίου. Επιλέγοντας ευνοϊκές παραμέτρους διαδικασίας, είναι δυνατό να επηρεαστούν επιλεκτικά οι ιδιότητες συγκόλλησης, όπως η γεωμετρία και η δομική σύσταση. Η διαδικασία συγκόλλησης με τόξο αυξάνει τη γεφυρωσιμότητα προσθέτοντας μέταλλο πλήρωσης. Καθορίζει επίσης το πλάτος της ραφής συγκόλλησης και έτσι μειώνει την ποσότητα προετοιμασίας του τεμαχίου που απαιτείται. Επιπλέον, οι αλληλεπιδράσεις που λαμβάνουν χώρα μεταξύ των διεργασιών οδηγούν σε σημαντική αύξηση της αποτελεσματικότητας της διεργασίας. Αυτή η συνδυαστική διεργασία απαιτεί επίσης σημαντικά μικρότερο επενδυτικό κόστος από ό,τι η διεργασία συγκόλλησης με λέιζερ.
Η διαδικασία συγκόλλησης με θερμό σύρμα με λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ειδικά για υλικά με επικάλυψη ψευδαργύρου για να επιτευχθεί καλή αντοχή στη διάβρωση.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Απριλίου 2025
