главная   оптика   волоконная оптика   спектроскопия   лазеры   лазерные системы
 
     
 
Оптика
Волоконная оптика
Спектроскопия
Лазеры
Лазерные системы /
  Медицинские лазерные системы
  Лазерные системы для обработки материалов
  Лазерная закалка
  Лазерная резка
  Лазерная гравировка
  Лазерная сварка
  Лазерная очистка поверхности
  Селективное лазерное спекание
  Лазеры в измерительных приборах
  Лазеры в бытовых приборах
  Лидары
  Лазерное оружие
  Лазеры для целеуказания и подсветки
  Лазеры в телекоммуникациях
  Передача энергии посредством лазерного излучения
  Лазерные сканеры
  Лазеры и космос
  Надежность лазерных систем
Телекоммуникации и связь
 
Выставки и конференции
Новости науки и лазерной техники
 
О проекте
Ссылки

 

Гибридная лазерная сварка - объединяя усилия ("Фотоника")

 

К.Пауль, Ф.Ридель

Гибридная лазерная сварка – объединяя усилия

Гибридная лазерная сварка совмещает в себе достоинства дуговой и лазерной сварки. Появление производственных автоматических систем на основе мощных твердотельных лазеров открывает новые области ее применения.

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 (MAG/MIG) – 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".
 

Гибридная лазерная сварка

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. 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. Эта технология возникла в восьмидесятые годы, когда технические характеристики CO2-лазеров достигли величин, необходимых для сварки с глубоким проплавлением. В этом процессе лазерный луч не только расплавляет материал, но и частично испаряет его, образуя узкий и глубокий капиллярный канал, окруженный расплавленным металлом (рис.1).
В этом эффекте заключаются достоинства и недостатки глубокой сварки с использованием лазера. С одной стороны, очень толстые металлические листы можно сварить за один проход по всей поверхности, что в большинстве других технологий недостижимо по экономическим или технологическим причинам. С другой стороны, лазерный луч должен быть очень хорошо сфокусирован для обеспечения требуемой плотности мощности.
Это означает, что зазор между соединяемыми деталями необходимо тщательно подготовить, а компоненты хорошо закрепить, чтобы погрешности установки свариваемых поверхностей составляли десятые доли миллиметра по всей длине заготовки. Проблемы не возникали до тех пор, пока конструкция позволяла перемещать свариваемые компоненты, и их листы были достаточно тонкими. Тогда все усилия, направленные на достижение высокой производительности и требуемого высокого качества готовых изделий, были оправданы. В противном случае, когда начальные условия были иными, и расходы, и усилия становились нецелесообразны.
Дело в том, что в процессе сварки плавящимся электродом в защитном газе (MSG) лучшее заполнение зазоров обеспечивается тем, что на поверхности расплавляется больше металла, а в шов вводится присадочный материал. Однако глубина сварки, достигаемая при этом, относительно небольшая, потому что дуга воздействует только на поверхность. Если листы будут толще, то придется предварительно механически готовить швы, формируя V-образную фаску под заполнение ее слоями присадочного материала и затем проплавлять каждый слой. Однако при этом проявляется другой недостаток дуговой сварки: в ходе процесса к заготовке подводится много тепла, и по мере остывания сварных швов наплавленный материал сжимается, это приводит к сильным деформациям и остаточным напряжениям. И, наконец, такая технология требует много времени и расхода дополнительных материалов.
 

 

Идея объединения лазерного луча с электрической дугой Идея объединения лазерного луча с электрической дугой

Гибридные сварочные комплексы Гибридные сварочные комплексы

 
Кафедра Лазерной техники БГТУ 'Военмех'

Онлайн-конвертер

 
         
 
  разработка сайта NINSIS   190005, Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1
тел/факс: +7 (812) 316-49-09
www.laser-portal.ru