En las industrias actuales del tránsito ferroviario, la construcción naval y otras, existe una demanda creciente de soldadura de placas de acero de espesor medio y grande. La tecnología de soldadura es una tecnología clave en el procesamiento y fabricación de buques y en el desarrollo de la industria de la construcción naval. Las horas-hombre de soldadura representan aproximadamente del 30% al 40% del total de horas-hombre de construcción naval.
La eficiencia y la calidad de la producción de soldadura afectan directamente el ciclo de producción, el costo y la calidad del casco del procesamiento y fabricación de barcos. Por tanto, se necesita un método de soldadura más optimizado.
La soldadura híbrida por arco láser surge como respuesta a las necesidades
Como nueva tecnología de soldadura, la soldadura híbrida por arco láser utiliza láser y arco como fuentes de calor duales, que actúan sobre el mismo baño fundido al mismo tiempo para formar un arco estable y guiado por láser. El arco mejora la tasa de absorción del láser del metal y mejora la transferencia y la formación de puentes de gotas fundidas. Un método de soldadura capaz que aprovecha al máximo las ventajas de la soldadura por láser y la soldadura por arco y compensa sus respectivas deficiencias. Especialmente en la soldadura de materiales de espesor medio y grande, la tecnología de soldadura híbrida tiene mayores ventajas. Debido a que los métodos de soldadura tradicionales tienen desventajas como baja resistencia de las uniones, baja eficiencia, deformaciones graves y gran consumo de materiales de soldadura; y la soldadura con un solo láser también tiene algunas deficiencias, como los altos requisitos del proceso de ensamblaje de juntas y las capacidades de soldadura restringidas por la potencia del láser. Grandes, poca capacidad de unión, graves socavaciones de soldaduras, etc.
Como nuevo método de soldadura, la soldadura híbrida por arco láser tiene las siguientes tres características importantes:
1) Mejorar la utilización de energía, aumentar la profundidad de penetración de la soldadura y la velocidad de soldadura;
2) Reducir los requisitos de ensamblaje de piezas de trabajo;
3) Mejorar la calidad de la soldadura y mejorar la formación de la soldadura;
La soldadura híbrida por arco láser puede lograr 1+1>2
Existen muchas formas de soldadura híbrida por arco láser, incluida la soldadura híbrida láser-MAG/MIG, la soldadura híbrida láser-TIG, la soldadura híbrida por arco láser-plasma, etc. Entre ellas, las fuentes de luz láser comúnmente utilizadas en esta etapa son los láseres de fibra. y láseres semiconductores. Por ejemplo, el láser de fibra continua Raycus de 4000 W, 6000 W y el láser semiconductor de salida de fibra de 4000 W.
La soldadura híbrida láser-MAG tiene dos fuentes de calor de soldadura, a saber, láser y arco MAG. Cuando se utiliza como fuente de calor separada para soldar, se puede formar un baño fundido efectivo, pero las características del baño fundido son diferentes: las características del baño fundido de soldadura láser son "profundas y estrechas", el área de apertura es pequeña y la profundidad es grande, lo que no favorece la formación de la soldadura; El baño fundido de soldadura por arco MAG se caracteriza por ser "poco profundo y ancho", el área de apertura es grande y la profundidad es pequeña, lo que favorece la formación de la soldadura y tiene una fuerte capacidad de formación de puentes.
Durante el proceso de soldadura del composite Laser-MAG actúan dos fuentes de calor al mismo tiempo sobre el material base. Existe una influencia mutua entre las dos fuentes de calor, y también existe una influencia mutua entre los dos charcos fundidos, que eventualmente formarán un nuevo charco fundido compuesto. Este baño fundido compuesto tiene tanto la "gran profundidad" del baño fundido con láser como la "gran área" del baño fundido por arco. Este baño fundido compuesto tiene una gran profundidad, buena formación de soldadura y una fuerte capacidad de formación de puentes. Al mismo tiempo, debido a la soldadura por arco MAG, hay relleno de alambre de soldadura y se puede seleccionar el tipo de alambre de soldadura, por lo que de acuerdo con los defectos de rendimiento del material base en sí, se puede seleccionar y agregar el alambre de soldadura apropiado al proceso de soldadura, mejorando así la resistencia al agrietamiento, la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión de la soldadura a nivel micro. , resistencia al desgaste y otros aspectos para llevar a cabo mejoras intencionadas. Además, durante todo el proceso de soldadura, existen dos fuentes de calor que actúan sobre el material base. La influencia mutua entre ellos puede aumentar la profundidad de penetración y lograr el efecto de "1+1>2". Por lo tanto, el punto de fusión único de la soldadura híbrida por arco láser es La capacidad de penetración mejorará significativamente. Finalmente, la soldadura híbrida por arco láser puede lograr soldadura apilada de múltiples pasadas y soldadura de materiales de gran espesor, y la capacidad de fusión de los cordones de soldadura superiores e inferiores y las paredes laterales es muy fuerte debido al arco.
Con el desarrollo de la tecnología de soldadura híbrida por arco láser, su ámbito de aplicación es cada vez más amplio, especialmente en países extranjeros, pero rara vez en aplicaciones nacionales. Tiene amplias perspectivas. Sus principales campos de aplicación son los siguientes:
01. Construcción naval
Entre todas las industrias manufactureras, la industria de la construcción naval es la mayor beneficiaria de la tecnología de soldadura híbrida por arco láser. Para mantener sus ventajas en la industria de la construcción naval de alto valor añadido, algunos astilleros europeos han adoptado ampliamente la tecnología de soldadura híbrida por arco láser, que ha mejorado considerablemente la calidad de la soldadura y la eficiencia de la producción en aplicaciones de soldadura de placas gruesas. Típico y representativo es que Meyer Shipyard en Alemania ha adoptado el método de soldadura híbrida por arco láser para la soldadura de barcos.
02.industria automotriz
Alemania tomó la delantera en la aplicación de la tecnología de soldadura híbrida láser-arco en la fabricación de conexiones de puertas de automóviles, paneles laterales y otros componentes. El académico Graf T y otros informaron en el Foro Internacional de Soldadura de Automóviles "Aplicación de la Soldadura Híbrida Láser en los Automóviles Volkswagen y Audi [C ]". Se informa que hay 66 soldaduras en la puerta delantera del sedán Volkswagen Phaeton, con una longitud total de 4.98 m, incluyendo 48 soldaduras compuestas láser-arco; la longitud total de soldadura compuesta del chasis del sedán Audi A8 es de 4.5 m.
Los vehículos de nueva energía están en auge y el núcleo de su energía es la batería. Para reducir el peso total del vehículo, las bandejas de la batería eléctrica generalmente están hechas de aleación de aluminio. Las bandejas están ensambladas y soldadas, y cada bandeja tiene decenas de soldaduras. , y los requisitos de resistencia de la soldadura son altos y los requisitos de eficiencia de la soldadura son altos. La soldadura por arco tradicional y la soldadura por láser convencional son difíciles de cumplir con los requisitos, y la soldadura híbrida por arco láser es un método de conexión que satisface muy bien las necesidades.
03.Industria petroquímica
Según una investigación sobre el proceso de soldadura híbrida por arco láser-MAG de oleoductos de transporte de petróleo, se descubrió que, en comparación con el uso del láser solo como fuente de calor después de la soldadura, la soldadura híbrida por arco láser puede aumentar la profundidad de penetración en un 20% y la soldadura El proceso es más estable con una pequeña cantidad de salpicaduras. La costura está bien formada, tiene una buena relación de fusión a ancho y no tiene defectos de soldadura como socavaduras o falta de fusión. Después de la soldadura, los poros se controlan dentro de un cierto rango mediante inspección por rayos X, lo que no afecta la calidad de la junta soldada y cumple con los requisitos de ingeniería.
La soldadura híbrida láser-MIG se utiliza para soldar tanques de petróleo. Debido a la adición de láser, la profundidad de penetración de la soldadura mejora considerablemente, de modo que se puede realizar soldadura por un solo lado, evitando las molestias causadas por la soldadura por ambos lados. No sólo se ha mejorado la calidad de las soldaduras, sino que también se han logrado grandes avances en la mejora de la eficiencia de la soldadura y la capacidad de producción. En la actualidad, la soldadura híbrida por arco láser se ha utilizado ampliamente en la industria alemana de fabricación de tanques de petróleo.
04.Campo aeroespacial
En el ámbito aeroespacial también se ha comenzado a utilizar la tecnología de soldadura híbrida por arco láser-MIG/MAG en la soldadura de placas de espesor medio y aceros de alta resistencia, consiguiendo una soldadura híbrida por arco láser-MAG 3CrMnSiA de 7mm de espesor sin precalentamiento, lo que reduce en gran medida Intensidad de trabajo de los trabajadores y eficiencia mejorada de la producción de soldadura.
