Facebook

Twitter

9:00 – 18:00

Время работы ПН-ПТ

+7 (495) 646-61-40

Мы всегда Вам рады!

Поиск
Меню
 
Гибридные технологии сварки

Гибридные технологии сварки

Гибридными технологиями в общем случае называются технологии одновременного воздействия различных методов на материал. Это может быть обработка давлением совместно с каким-нибудь тепловыми источниками; обработка резанием с индукционным, импульсным воздействием. К тематике нашей конференции ближе технологии, которые объединяют в себе два тепловых источника, причем один из источников является лазерным. Вот собственно об этом мы сегодня и поговорим. Основные преимущества лазерных гибридных технологий заключаются в том, что при объединении двух источников в один источник нагрева, нам удается нивелировать недостатки каждого из этих методов и в то же время добиваться принципиально нового эффекта по технологическим возможностям этого метода. Применительно к сварке использование гибридных лазерных технологий, например, позволяет снизить себестоимость сварки погонного метра шва, повысить качество сварки различных материалов или увеличить производительность традиционных методов сварки.

Гибридная лазерно-дуговая сварка – это совмещение в одном источнике лазерного излучения и дуги. В зависимости от технологических потребностей при изготовлении изделий процесс может осуществляться как с расположением лазера и дуги с одной стороны, так и с противоположных сторон. К настоящему времени дуговой процесс является самым распространенным и самым дешевым сварочным процессом. Однако в своем дальнейшем развитии он наталкивается на ряд трудностей, связанных с недостаточной плотностью энергии этого источника и трудностью осуществления процесса на больших скоростях, когда происходит срыв дуги и получается некачественное проплавление. В то же время и лазерный процесс имеет свои недостатки, которые за счет применения дуги могут быть устранены. Идея совмещения лазерного источника с дуговым была реализована еще в 1978 году. Преимущества гибридных технологий надо рассматривать применительно как к одному источнику, так и к другому. При включении лазера на дугу у нас повышается ток, снижается напряжение и повышается стабильность горения дуги. Так же может быть значительно увеличена скорость сварки за счет привязки лазерного факела, который сам по себе образуется за счет испарения материала и плазменных процессов, именно лазерных, к плазме дуги и вот эта привязка дает возможность увеличить скорость сварки, не давать возможности срыва дуги. Для лазерной сварки дуга также оказывает существенную помощь. Во-первых, лазером меньшей мощности можно осуществлять сварку больших толщин за счет проявления так называемого «синергетического эффекта» и повышения КПД проплавления при воздействии двух источников вместе. Также снижается отражательная способность материала за счет предварительного его подогрева и соответственно происходит снижение коэффициента отражения дугой перед лазером. Важным фактором является снижение требований по сборке конструкций, которые при лазерной сварке очень высоки, а применение дуги помогает их снизить. Таким образом, сохраняя глубину проплавления и форму проплавления близкую к лазерной, можно увеличить ширину шва и тем самым увеличить величину зазора перед сваркой. Это довольно важный показатель для расширения применения лазерной сварки. Дуговая сварка может использоваться как без присадки, так и с присадочной проволокой. Для этой цели зарубежными фирмами, в частности германскими, разработаны специальные головки для осуществления этого процесса. Гибридная лазерно-дуговая сварка находит применение в автомобильной промышленности, в судостроительной промышленности и при сварке трубопроводов. Лазерно-дуговая гибридная технология распространена в основном за рубежом. Это Германия, США, Япония. У нас этими проблемами занимаются в Санкт-Петербургском политехническом университете, в МГТУ им. Н.Э. Баумана и некоторых других организациях.

Лазерно-плазменная технология. Это сочетание лазерного луча с плазменным разрядом. Преимущественно на сегодняшний день рассматриваются так называемые интегрированные плазматроны, у которых лазерный луч проходит через плазменную струю. Существует два вида применяемых плазматронов. Это интегрированные плазматроны прямого действия и косвенного. У прямого анодом является изделие, у косвенного анодом является корпус самого плазматрона. Первым видом можно осуществлять процессы сварки, резки, наплавки. Второй вид может осуществлять процессы обработки диэлектрических материалов, применяется для закалки, нанесения покрытий и т.д. Основные преимущества этого метода основаны на том, что лазерный луч, проходя через плазменную струю, значительно увеличивает температуру плазменного факела, тем самым увеличивается электропроводность и соответственно увеличивается концентрация электрической энергии в плазме и дуга становится более концентрированной. Эти возможности большей концентрации плазменной дуги при прохождении лазерного луча тоже создают так называемый «синергетический эффект», повышение эффективности проплавления этого источника. То есть два источника, которые в отдельности не могут, например, проварить толщину в 2 мм, при соединении имеют возможность проварить толщину до 3 мм за счет взаимного воздействия и увеличения плотности каждого источника. Также имеется возможность с помощью лазерно-плазменных технологий осуществлять процессы нанесения покрытий, при соответствующей конструкции плазматрона. Лазерно-плазменные процессы в нашей стране развиты меньше, чем в некоторых зарубежных странах. В частности, в Институте им. Е.О.Патона очень серьезно занимаются этим вопросом и там разработаны специальные плазматроны и ведутся соответствующие работы.