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激光復(fù)合焊工藝在造船廠的應(yīng)用
2013-03-12
毋庸質(zhì)疑激光焊和熔化極氣體保護焊工藝的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)有著很長的時間了并且它們在材料連接技術(shù)里有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。激光復(fù)合焊就是將這兩種焊接技術(shù)（激光焊接和電弧焊接）有機的結(jié)合起來，從而獲得了優(yōu)良的綜合性能，在提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)工藝性的同時，改善了成本效益比。目前，激光復(fù)合焊已在船舶工業(yè)上取得了令人矚目的成績，并且這種技術(shù)的經(jīng)濟性也是非常誘人的。尤其重要的是，激光復(fù)合焊的焊接精度高，可以獲得非常好的機械/工藝性能。復(fù)合焊的激光電源可以選配不同的激光源，目前主要研究的是將：CO2激光，YAG激光，光纖激光與GMAW工藝的復(fù)合。怎樣使用焊縫跟蹤系統(tǒng)的激光復(fù)合焊小車，進行長焊縫的焊接，被提到研究日程。
1. 簡介
優(yōu)質(zhì)高效，低變形和易實現(xiàn)自動化裝配，激光焊在鋼結(jié)構(gòu)件的焊接上具有廣闊的前景。激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)可提高焊縫搭橋能力，則對間隙較大時的焊接有著重大的意義。激光焊和熔化極氣體保護焊工藝的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)有著很長的時間了，在工業(yè)領(lǐng)域和材料連接技術(shù)領(lǐng)域已被廣泛的應(yīng)用，兩種焊接方法因能量傳輸?shù)焦ぜ倪^程和能流的形成都有有所不同，使其形成了各自特定的應(yīng)用領(lǐng)域。
早在20 世紀(jì)70年代，人們就已經(jīng)知道如何把激光和電弧有機的結(jié)合在一種工藝?yán)锸褂谩５珡哪且院螅谙喈?dāng)長的一段時間內(nèi)，沒有再進行深入的研究。近來，人們再次將注意力轉(zhuǎn)向這一課題，嘗試開發(fā)了激光復(fù)合焊技術(shù)。當(dāng)然，這其中的一個原因是：在早期，激光器尚未在工業(yè)上得到普遍應(yīng)用，而現(xiàn)在激光器已成為許多工廠的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
激光焊與另一種焊接方法相結(jié)合的焊接技術(shù)稱為激光復(fù)合焊，激光束和電弧同時作用于焊接區(qū)，互相影響和支持?，F(xiàn)在的研究方向是探求這種工藝特性更廣，更深的焊接應(yīng)用領(lǐng)域。一個典型的例子就是將CO2激光GMA復(fù)合焊工藝應(yīng)用在造船工業(yè)上。在此我們將示證和討論應(yīng)用于這種應(yīng)用領(lǐng)域的可能性。
2. 激光焊接工藝
激光焊不僅需要很好的激光源，而且需要高質(zhì)量的激光束，以確保能夠獲得期望的“深熔深焊接”。高質(zhì)量的激光束可以實現(xiàn)更小的聚焦直徑或更大的焦距。線能量極低，變形量顯著減小。與先進的自動化弧焊一樣，對于大型工件的激光焊接來說離線編程，焊縫跟蹤及其它必要的焊接控制系統(tǒng)也是必需的。
如果單純的用激光焊接，其焊縫接頭的間隙最大為0.1至0.2mm,然而更寬的間隙需要我們加入填充金屬，通常填充金屬的加入可使焊縫搭橋能力達到0.4mm。在工業(yè)領(lǐng)域中已有使用12 kW的CO2激光源。此時激光的傳導(dǎo)通過鏡面進行。激光束以300mm聚焦距離通過聚焦裝置作用在工件上。4 kW的燈浦YAG激光和7KW的光纖激光也出現(xiàn)在這項研究中。
而且在船舶制造中首先必須做到的是焊件間隙較大時有足夠的搭橋連接能力，這是研究的主要目標(biāo)。因為在焊接過程中，難免會出現(xiàn)間隙公差大小不一，于是在焊接時調(diào)節(jié)的參數(shù)就比較多，如：激光功率，焊接速度，送絲速度及角度的調(diào)整。
1. 簡介
優(yōu)質(zhì)高效，低變形和易實現(xiàn)自動化裝配，激光焊在鋼結(jié)構(gòu)件的焊接上具有廣闊的前景。激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)可提高焊縫搭橋能力，則對間隙較大時的焊接有著重大的意義。激光焊和熔化極氣體保護焊工藝的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)有著很長的時間了，在工業(yè)領(lǐng)域和材料連接技術(shù)領(lǐng)域已被廣泛的應(yīng)用，兩種焊接方法因能量傳輸?shù)焦ぜ倪^程和能流的形成都有有所不同，使其形成了各自特定的應(yīng)用領(lǐng)域。
早在20 世紀(jì)70年代，人們就已經(jīng)知道如何把激光和電弧有機的結(jié)合在一種工藝?yán)锸褂谩５珡哪且院螅谙喈?dāng)長的一段時間內(nèi)，沒有再進行深入的研究。近來，人們再次將注意力轉(zhuǎn)向這一課題，嘗試開發(fā)了激光復(fù)合焊技術(shù)。當(dāng)然，這其中的一個原因是：在早期，激光器尚未在工業(yè)上得到普遍應(yīng)用，而現(xiàn)在激光器已成為許多工廠的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
激光焊與另一種焊接方法相結(jié)合的焊接技術(shù)稱為激光復(fù)合焊，激光束和電弧同時作用于焊接區(qū)，互相影響和支持?，F(xiàn)在的研究方向是探求這種工藝特性更廣，更深的焊接應(yīng)用領(lǐng)域。一個典型的例子就是將CO2激光GMA復(fù)合焊工藝應(yīng)用在造船工業(yè)上。在此我們將示證和討論應(yīng)用于這種應(yīng)用領(lǐng)域的可能性。
2. 激光焊接工藝
激光焊不僅需要很好的激光源，而且需要高質(zhì)量的激光束，以確保能夠獲得期望的“深熔深焊接”。高質(zhì)量的激光束可以實現(xiàn)更小的聚焦直徑或更大的焦距。線能量極低，變形量顯著減小。與先進的自動化弧焊一樣，對于大型工件的激光焊接來說離線編程，焊縫跟蹤及其它必要的焊接控制系統(tǒng)也是必需的。
如果單純的用激光焊接，其焊縫接頭的間隙最大為0.1至0.2mm,然而更寬的間隙需要我們加入填充金屬，通常填充金屬的加入可使焊縫搭橋能力達到0.4mm。在工業(yè)領(lǐng)域中已有使用12 kW的CO2激光源。此時激光的傳導(dǎo)通過鏡面進行。激光束以300mm聚焦距離通過聚焦裝置作用在工件上。4 kW的燈浦YAG激光和7KW的光纖激光也出現(xiàn)在這項研究中。
而且在船舶制造中首先必須做到的是焊件間隙較大時有足夠的搭橋連接能力，這是研究的主要目標(biāo)。因為在焊接過程中，難免會出現(xiàn)間隙公差大小不一，于是在焊接時調(diào)節(jié)的參數(shù)就比較多，如：激光功率，焊接速度，送絲速度及角度的調(diào)整。
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