جوشکاری هیبریدی قوس لیزریg یک روش جوشکاری لیزری است که پرتو لیزر و قوس را برای جوشکاری ترکیب میکند. ترکیب پرتو لیزر و قوس به طور کامل بهبود قابل توجهی در سرعت جوشکاری، عمق نفوذ و پایداری فرآیند را نشان میدهد. از اواخر دهه 1980، توسعه مداوم لیزرهای پرقدرت، توسعه فناوری جوشکاری هیبریدی قوس لیزری را ارتقا داده است. مسائلی مانند ضخامت مواد، بازتاب مواد و توانایی پل زدن شکاف دیگر مانعی برای فناوری جوشکاری نیستند. این روش با موفقیت در جوشکاری قطعات با ضخامت متوسط استفاده شده است.
فناوری جوشکاری هیبریدی قوس لیزری
در فرآیند جوشکاری هیبریدی قوس لیزری، پرتو لیزر و قوس در یک حوضچه مذاب مشترک با هم تعامل میکنند تا جوشهای باریک و عمیقی ایجاد کنند و در نتیجه بهرهوری را بهبود بخشند، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل 1 طرح فرآیند جوشکاری هیبریدی قوس لیزری
اصول اساسی جوشکاری هیبریدی قوس لیزری
جوشکاری لیزر به دلیل ناحیه تحت تأثیر حرارت بسیار باریک خود شناخته شده است و پرتو لیزر آن میتواند بر روی یک ناحیه کوچک متمرکز شود تا جوشهای باریک و عمیقی ایجاد کند که میتواند به سرعتهای جوشکاری بالاتری دست یابد و در نتیجه ورودی گرما را کاهش داده و احتمال تغییر شکل حرارتی قطعات جوش داده شده را کاهش دهد. با این حال، جوشکاری لیزر توانایی پل زدن شکاف ضعیفی دارد، بنابراین دقت بالایی در مونتاژ قطعه کار و آمادهسازی لبه مورد نیاز است. جوشکاری لیزر برای جوشکاری مواد با بازتاب بالا مانند آلومینیوم، مس و طلا بسیار دشوار است. در مقابل، فرآیند جوشکاری قوسی توانایی پل زدن شکاف عالی، راندمان الکتریکی بالا دارد و میتواند مواد با بازتاب بالا را به طور موثر جوش دهد. با این حال، چگالی انرژی کم در طول جوشکاری قوسی، فرآیند جوشکاری را کند میکند و در نتیجه مقدار زیادی گرما در ناحیه جوشکاری وارد میشود و باعث تغییر شکل حرارتی قطعات جوش داده شده میشود. بنابراین، استفاده از پرتو لیزر پرقدرت برای جوشکاری نفوذ عمیق و همافزایی یک قوس با راندمان انرژی بالا، که اثر ترکیبی آن، کاستیهای فرآیند را جبران کرده و مزایای آن را تکمیل میکند، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است.
معایب جوشکاری لیزری، توانایی ضعیف در پل زدن شکاف و الزامات بالا برای مونتاژ قطعه کار است؛ معایب جوشکاری قوسی، چگالی انرژی کم و عمق ذوب کم هنگام جوشکاری صفحات ضخیم است که مقدار زیادی گرما در ناحیه جوشکاری ایجاد میکند و باعث تغییر شکل حرارتی قطعات جوش داده شده میشود. ترکیب این دو میتواند بر یکدیگر تأثیر بگذارد و از یکدیگر پشتیبانی کند و نقصهای فرآیند جوشکاری یکدیگر را جبران کند و به مزایای ذوب عمیق لیزری و پوشش جوشکاری قوسی، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، دست یابد و به مزایای ورودی گرمای کم، تغییر شکل کم جوش، سرعت جوشکاری سریع و استحکام جوشکاری بالا دست یابد. مقایسه اثرات جوشکاری لیزر، جوشکاری قوسی و جوشکاری هیبریدی قوسی لیزری بر روی صفحات متوسط و ضخیم در جدول 1 نشان داده شده است.
جدول 1 مقایسه اثرات جوشکاری صفحات متوسط و ضخیم
شکل 3 نمودار فرآیند جوشکاری هیبریدی قوس لیزری
مورد جوشکاری هیبریدی قوس Mavenlaser
تجهیزات جوشکاری هیبریدی قوس Mavenlaser عمدتاً از یکبازوی ربات، لیزر، چیلر،سر جوشکاری، منبع تغذیه جوشکاری قوسی و غیره، همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده است.
زمینههای کاربردی و روندهای توسعه جوشکاری هیبریدی قوس لیزری
زمینههای کاربرد
با پیشرفت فناوری لیزر پرقدرت، جوشکاری هیبریدی قوس لیزری به طور گسترده در زمینههای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. این روش مزایایی مانند راندمان جوشکاری بالا، تحمل شکاف بالا و نفوذ عمیق جوش را دارد. این روش جوشکاری برای صفحات متوسط و ضخیم ترجیح داده میشود. همچنین روشی است که میتواند جایگزین جوشکاری سنتی در زمینه تولید تجهیزات در مقیاس بزرگ شود. این روش به طور گسترده در زمینههای صنعتی مانند ماشینآلات مهندسی، پلها، کانتینرها، خطوط لوله، کشتیها، سازههای فولادی و صنایع سنگین مورد استفاده قرار میگیرد.
زمان ارسال: 7 ژوئن 2024
