01 Pengelasan Komposit Busur Laser pada Pelat Tebal
Pengelasan pelat tebal (ketebalan lebih besar dari atau sama dengan 20mm) di bidang kedirgantaraan, kapal laut, transportasi kereta api, dan area penting lainnya dalam manufaktur peralatan besar memainkan peran penting. Komponen-komponen ini biasanya dicirikan oleh ketebalan yang besar, bentuk sambungan yang kompleks, dan lingkungan layanan. Kualitas pengelasan berdampak langsung pada kinerja dan umur peralatan. Metode pengelasan berpelindung gas tradisional memiliki tantangan seperti efisiensi pengelasan yang rendah, konsumsi energi yang tinggi, dan tegangan sisa yang tinggi karena kecepatan pengelasan yang lambat dan masalah percikan yang serius, sehingga sulit untuk memenuhi persyaratan manufaktur yang terus meningkat. Namun, teknologi pengelasan komposit busur laser berbeda dari teknologi pengelasan tradisional karena teknologi ini berhasil mengintegrasikan keunggulan pengelasan laser dan pengelasan busur, dan dicirikan oleh kedalaman fusi yang besar, kecepatan pengelasan yang cepat, efisiensi tinggi, dan kualitas las yang lebih baik. seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Oleh karena itu, teknologi ini telah menarik perhatian luas dan mulai diterapkan di beberapa bidang utama.
02 Penelitian pengelasan komposit busur laser pelat tebal
Institut Teknologi Industri Norwegia dan Universitas Sains dan Teknologi Lule Swedia untuk baja paduan rendah kekuatan tinggi paduan mikro setebal 45mm, studi tentang kasus keseragaman organisasi gabungan las komposit 15kW. Universitas Osaka dan Institut Metalurgi Pusat Mesir menggunakan laser serat 20kW, untuk melakukan penelitian proses pengelasan komposit busur-laser pelat tebal (25mm), menggunakan bagian bawah lapisan bawah untuk memecahkan masalah punuk bawah. Perusahaan Denmark Force Technology menggunakan dua laser cakram 16 kW secara seri untuk melakukan penelitian proses pengelasan komposit pelat baja setebal 32kW dengan ketebalan 40mm, yang menunjukkan bahwa pengelasan busur laser berdaya tinggi diharapkan akan digunakan dalam pengelasan menara tenaga angin lepas pantai, seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Pengelasan Ha adalah yang pertama menguasai teknologi inti pengelasan sumber panas komposit busur elektroda leburan laser padat berdaya tinggi dan teknologi integrasi peralatan, laser padat daya tinggi pertama yang berhasil - pengelasan komposit busur elektroda leburan kawat ganda teknologi dan peralatan untuk industri manufaktur peralatan kelas atas Tiongkok.
Menurut status penelitian pelat tebal laser - busur komposit di dalam dan luar negeri, metode pengelasan komposit laser - busur dan kombinasi bevel celah sempit dapat mewujudkan pengelasan pelat tebal. Ketika daya laser ditingkatkan hingga lebih dari 10,000 watt, di bawah iradiasi laser berenergi tinggi, perilaku penguapan material, proses interaksi antara laser dan plasma, kondisi stabil kolam cair aliran, mekanisme perpindahan panas, dan perilaku metalurgi lapisan las akan mengalami tingkat perubahan yang berbeda-beda. Dengan peningkatan daya hingga lebih dari 10,000 watt, peningkatan kepadatan daya akan meningkatkan derajat penguapan di wilayah dekat lubang kecil, sehingga gaya mundur secara langsung mempengaruhi lubang kecil dan stabilitas lubang kecil. aliran kolam cair, sehingga membawa perubahan dalam proses pengelasan, penerapan laser dan proses pengelasan kompositnya memiliki dampak yang tidak dapat diabaikan. Ciri-ciri fenomena proses pengelasan ini sampai taraf tertentu secara langsung maupun tidak langsung mencerminkan kestabilan proses pengelasan, bahkan dapat menentukan kualitas hasil pengelasan. Efek penggabungan dari dua sumber panas, laser dan busur, dapat membuat kedua sumber panas tersebut memberikan pengaruh penuh pada karakteristiknya masing-masing, untuk mendapatkan efek pengelasan yang lebih baik daripada pengelasan laser tunggal dan pengelasan busur. Jadikan metode pengelasan dan metode pengelasan laser self-melting dibandingkan dengan kemampuan beradaptasi celah dan ketebalan yang dapat dilas serta keunggulan lainnya, dibandingkan dengan metode pengelasan kawat pengisi laser celah sempit untuk pelat tebal memiliki efisiensi peleburan kawat yang tinggi dan efek fusi bevel yang baik serta keunggulan lainnya . Selain itu, daya tarik laser terhadap busur meningkatkan stabilitas busur, membuat pengelasan hibrida busur-laser lebih cepat dibandingkan pengelasan busur tradisional dan pengelasan kawat pengisi laser, dengan efisiensi pengelasan yang relatif tinggi.
Pengelasan Hibrid Busur Laser
03 Aplikasi Pengelasan Hibrid Busur Laser Daya Tinggi
Teknologi pengelasan komposit busur laser berdaya tinggi memiliki beragam aplikasi dalam industri kelautan. Galangan kapal Jerman Meyer akan membangun lini produksi pengelasan komposit laser - busur 12kW CO2, untuk lambung pelat datar dan pengelasan batang penguat, untuk mencapai pembentukan las fillet sepanjang 20m, tingkat deformasi berkurang 2/3. GE mengembangkan sistem pengelasan komposit serat laser - busur, daya keluaran maksimum 20kW, mengelas kapal induk Sara toga AS, menghemat 800 ton logam las, mengurangi 80% jam kerja. 80% dari waktu kerja, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. CSBC 725 mengadopsi sistem pengelasan komposit busur laser daya tinggi laser serat 20kW, yang dapat mengurangi deformasi pengelasan hingga 60% dan meningkatkan efisiensi pengelasan hingga 300%. Galangan Kapal Waigaoqiao Shanghai mengadopsi sistem pengelasan komposit laser daya tinggi laser serat 16kW, jalur produksi mengadopsi pengelasan komposit laser + teknologi proses pengelasan MAG yang baru, untuk mencapai pengelasan pelat baja setebal 4-25mm satu sisi satu- lulus pengelasan cetakan dua sisi. Teknologi pengelasan komposit busur laser berdaya tinggi pada kendaraan lapis baja memiliki beragam aplikasi, fitur pengelasannya: pengelasan struktur logam kompleks dengan ketebalan besar, biaya lebih rendah, manufaktur efisiensi tinggi.
Teknologi pengelasan komposit busur laser berdaya tinggi pada awalnya diterapkan di sejumlah sektor industri, dan akan menjadi sarana penting dalam pembuatan struktur besar yang efisien dengan ketebalan dinding sedang dan besar. Saat ini, penelitian tentang mekanisme pengelasan komposit busur laser daya tinggi masih kurang, yang perlu diperkuat lebih lanjut, seperti interaksi antara plasma fototropik dan busur serta interaksi antara busur dan kolam cair. . Proses pengelasan komposit laser - busur daya tinggi masih terdapat dalam banyak masalah yang belum terselesaikan, seperti jendela proses yang sempit, organisasi las dan sifat mekanik yang tidak seragam, kontrol kualitas pengelasan yang lebih kompleks. Dengan peningkatan bertahap dalam daya keluaran laser tingkat industri, teknologi pengelasan komposit laser - busur daya tinggi akan berkembang pesat, dan berbagai teknologi pengelasan komposit laser baru akan terus bermunculan. Lokalisasi, skala besar, cerdas akan menjadi pengembangan masa depan peralatan las laser berdaya tinggi merupakan tren penting.
