Новости

Гибридная лазерная сварка совместила в себе достоинства дуговой и лазерной сварки.

Дата публикации: 27/04/2009
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати

Появление промышленных автоматических систем на основе мощных твердотельных лазеров открывает новые области ее применения.
Гибридная лазерная сварка объединяет в одном процессе лазер и дугу. Одновременное использование двух этих методов позволяет объединить их достоинства и устранить недостатки. Дуга действует на поверхности и создает широкий шов, который в свою очередь заполняет зазоры. Она также переносит в расплавленный металл дополнительный материал. Эти характеристики позволяют сварщику непосредственно влиять на металлургические свойства и на адгезию сварочного шва к поверхностям заготовок.
Лазерная сварка обеспечивает большую глубину проплава и высокую скорость, снижая при этом подводимую энергию. Она также снижает термические деформации до уровня, который недостижим в случае использования дуги.
В Институте Фраунгофера, расположенном в немецком городе Кемниц, создана рабочая группа под названием "тепловые соединения", занимающаяся научными проектами по гибридной лазерной сварке.
Как правило, эта технология объединяет дуговую сварку - сварку металлическим электродом в активном газе или в инертном газе (МАС/МIС) - с лазерной сваркой.
Два года назад группу возглавил доктор Франк Ридель. Рассказывая о предмете своих исследований, он любит употреблять выражение: "Противоположности притягиваются друг к другу, так как каждая из них видит в другой достоинства, отсутствующие у себя. Именно это наблюдается в случае гибридной лазерной сварки".
Как и многие инженеры, Ф.Ридель верит в огромные перспективы сварочной технологии в разных отраслях. "К технологии гибридной лазерной сварки прибегают в том случае, когда необходимо сварить листы большой толщины на высокой скорости, при низком подводе тепла, в автоматическом режиме, и при этом обеспечить высокое качество сварных швов. Иногда условия для проведения сварки очень неблагоприятны", - объясняет он и приводит некоторые примеры: "Допустим, у вас громоздкие и не свариваемые компоненты, подготовка кромки для лазерной сварки стоит слишком дорого, металлические листы слишком толстые. А для таких процедур, как сварка в защитном газе, нужна специальная предварительная подготовка шва.
При сварке нескольких слоев часто необходимо подвести тепловую мощность большой величины. Или перед вами стоит задача обработки высокопрочных сталей, которые можно сварить стандартными методами, но тогда это приведет к большим затратам времени и средств". Во всех этих случаях преодолеть трудности позволит технология гибридной лазерной сварки.
Благодаря успешным разработкам конструкций твердотельных лазеров исследователи и инженеры в последние годы проявляют большой интерес к гибридной лазерной сварке. Не существует идеального сварочного оборудования. В конце концов, каждая установка отличается от других. Однако после окончательного анализа вы убедитесь, что использование оборудования гибридной лазерной сварки очень выгодно и перспективно.
Стоимость и производительность оборудования определяют усиленный интерес к гибридной лазерной сварке. Эта технология по-новому решает проблемы изготовления металлоконструкций: гибридная лазерная сварка способна обеспечить двукратную экономию материалов и трудозатрат при работе с многослойными панелями в таких отраслях, как судостроение.
Этот метод часто окупает себя, особенно если он применяется вслед за сваркой плавящимся электродом в защитном газе. Изготовитель оборудования для сварки и резки компания ЕSАВ, например, прогнозирует увеличение производительности на 300-500% при снижении себестоимости на 55%. По расчетам, гибридная лазерная сварка снижает затраты на расходные материалы примерно в два раза. Отсюда следует, что затраты энергии, необходимой для создания углового сварного шва, например для Т-образной балки, снижаются примерно на четверть.
Расходы на присадочную проволоку снижаются примерно на две пятых, а стоимость технологических газов уменьшается до четырех пятых.
Наиболее очевидное преимущество гибридной сварки - это увеличение производительности, так как для углового сварного шва листовых металлов толщиной 5 мм она может выполняться на скоростях до 3,8 м/мин. С другой стороны, при сварке плавящимся металлическим электродом в активном газе достигается скорость 0,6 м/мин.
Стыковую сварку листового металла толщиной 10 мм можно выполнять со скоростью 2 м/мин, сравните эту величину со скоростью 0,5 м/мин, получаемую при дуговой сварке под флюсом.
Устранение деформаций сварных компонентов приводит к заметному возрастанию себестоимости, никак не улучшая итоговое качество изделий.
Например, по оценкам компании ЕSАВ в кораблестроении стоимость такой обработки составит примерно 600$ на квадратный метр.
Достоинства новых источников лазерного излучения расширили области применения гибридной лазерной сварки и вывели ее из узкой ниши судостроения, в которой она существовала ранее, на новые рынки.

Источник: «ФОТОНИКА», 2009, №1, с.2-6, http://www.electronics.ru

Статьи по теме:

страницы: 1